[发明专利]一种基于离散灰狼算法的继电保护定值优化方法

权利要求书

1.一种基于离散灰狼算法的继电保护定值优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤(1)：输入电网拓扑结构信息，计算每个保护保证级差约束的最小动作定值Z_jch，保证级差时间定值t_jch，躲过最大负荷电流的最小负荷阻抗动作定值Z_loadmax，保证灵敏度约束的最小动作定值Z_lm，与相邻线路Ⅰ段保护配合的动作定值Z₀，为与相邻线路Ⅰ段保护配合的时间定值t₀，与相邻线路Ⅱ段保护配合的动作定值Z₁，与相邻线路Ⅱ段保护配合的时间定值t₁；

步骤(2)：判断每个保护解区间级差约束、潮流约束、灵敏度约束、选择约束满足情况；

步骤(3)：初始化灰狼种群，种群数量为n，最大迭代次数为N，勘探阶段比例为衰减因子a；

步骤(4)：判断是否达到最大迭代次数，是则输出最优整定结果，否则执行步骤(5)；

步骤(5)：通过锦标赛选择策略选出新一代灰狼种群；

步骤(6)：计算每头灰狼的适应度值，找出当前种群适应度前三的灰狼；适应度函数表达式为：

式中：M为适应度值；k为常数；式中H为整个系统继电保护装置的数目，G是每个保护的段数。为所有保护一段二段动作时间的总和；是违反级差约束的附加惩罚时间之和；是违反潮流约束的附加惩罚时间之和；是违反灵敏度约束的附加惩罚时间之和；是违反选择性约束的附加惩罚时间之和；a，b，c，d分别为级差约束、潮流约束、灵敏度约束、选择性约束的权重因子；k'为常数；Z_set.h(g)为保护h第g段的整定阻抗值；Z_line.h(g)为保护h第g段的线路阻抗值；K_sen.h(g)为保护h第g段的灵敏度；

步骤(7)：计算衰减因子a的值，若a1，灰狼种群处于勘探阶段执行步骤(8)，若a≤1，灰狼种群处于开发阶段执行步骤(11)；衰减因子a的表达式为：

式中，为勘探阶段所占的迭代比例；t为当前迭代次数；max为最大迭代次数；

步骤(8)：在[0,1]范围内随机生成一个数，判断该数是否大于1/a，若大于则执行步骤(9) 进行勘探阶段，否则执行步骤(10)进行开发阶段；

步骤(9)：全局搜索，改变保护的数量为保护的总数量的70％，根据改变保护的数量随机确定要改变哪些保护，产生随机数对要改变的保护进行更新；

步骤(10)：局部搜索，改变保护的数量为保护的总数量的15％，根据改变保护的数量随机确定要改变哪些保护，产生随机数对要改变的保护进行更新；

步骤(11)：开发阶段灰狼只进行局部搜索，改变保护的数量为保护的总数量的15％，根据改变保护的数量随机确定要改变哪些保护，产生随机数对要改变的保护进行更新；

步骤(12)：计算每头灰狼的适应度值，选出当前种群适应度值最差的三头灰狼，用适应度前三的灰狼替代；

步骤(13)：迭代次数加一，执行步骤(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散灰狼算法的继电保护定值优化方法，其特征在于：步骤(5)将锦标赛算法引入灰狼算法，提高灰狼算法的求解效率，加快了灰狼算法的寻优速度。

3.根据权利要求1所述的一种基于离散灰狼算法的继电保护定值优化方法，其特征在于：步骤(7)利用改进衰减因子来平衡灰狼算法的全局搜索能力和局部搜索能力，弥补了传统灰狼算法收敛速度慢且容易陷入局部最优的缺陷，分段可调节衰减因子a的表达式为：

式中，为勘探阶段所占的迭代比例；t为当前迭代次数；max为最大迭代次数。

4.根据权利要求1所述的一种基于离散灰狼算法的继电保护定值优化方法，其特征在于：步骤(9)到步骤(11)将灰狼算法离散化，全局搜索对应改变保护的数量为保护的总数量的70％，局部搜索对应改变保护的数量为保护的总数量的15％。

5.根据权利要求1所述的一种基于离散灰狼算法的继电保护定值优化方法，其特征在于：步骤(12)引入精英保留策略，将每代群体的最优解、优解、次优解当作α、β和δ狼，直接保留到下一代群体中，不进行选择操作，指引整个狼群向最优解、优解、次优解靠近。