【正文】 故在后續(xù)學(xué)習(xí)中，可以考慮更大規(guī)模的電網(wǎng)，并按照實際配置的保護情況來建立診斷模型。不僅反映了本文所建立的模型以及目標函數(shù)的正確性，也說明了遺傳算法在復(fù)雜電網(wǎng)故障診斷中的可行性與有效性。并且：S*= {1, 0, 1, 0, 0}R*= {1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0}C*= {1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1}M*= {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}D*= {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0}上述所表示的是：1) 母線B2以及變壓器T3同時發(fā)生故障。然后母線B2的主保護B2m發(fā)生動作，斷路器QF10拒動，斷路器QF4，6，8斷開，失靈保護QF10f拒動，引起線路保護L3Rs發(fā)生動作，斷路器QF28斷開。 基于遺傳算法的故障診斷算例分析及驗證 實際算例系統(tǒng)通過圖（6）的系統(tǒng)作為例子，該系統(tǒng)里面包含了28個元件，124個保護設(shè)備以及40個斷路器裝置。在（13）式中，是加速系數(shù)，而是用來調(diào)節(jié)算法過程，在0到1之間的偽隨機數(shù)。表示解析模型的保障系數(shù)，它的取值范圍是：遠大于1并且遠大于。但是，如果把上述方法應(yīng)用到電力系統(tǒng)的故障 診斷就會出現(xiàn)以下一些問題：1) 若是可能發(fā)生的故障設(shè)備比較多的時候，解集（S，R，C，M，D）的維數(shù)（N+3Z+3K）會比較高，求模型（9）的主析取范式會很有難度。所以，遠后備保護的動作期望為： （4）4．?dāng)嗦菲鞯氖ъ`保護在220kV及以上的系統(tǒng)中的斷路器通常會設(shè)有失靈保護系統(tǒng)，一旦有保護動作并引起斷路器跳閘時，動作期望為： （5）其中表示全部能引起斷路器跳閘的保護集合。 （1）其中：S表示可能發(fā)生故障的設(shè)備集合（ ）。 運行優(yōu)化的應(yīng)用遺傳算法（GA）在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域就是在解決運行優(yōu)化方面，這種既有組合優(yōu)化問題又有參數(shù)方面的優(yōu)化問題。但是經(jīng)常導(dǎo)致的結(jié)果是多種方法總會得到同一個結(jié)論，如果對于每個假設(shè)的所有結(jié)論進行逐一的計算推理，這樣更會使計算的效果大大降低，無法滿足電網(wǎng)的要求。 調(diào)度和規(guī)劃的應(yīng)用遺傳算法（GA）在解決調(diào)度和規(guī)劃這樣的組合問題上是比較實用的。2) 簡單遺傳算法中的變異和交叉算子它們發(fā)生的概率是固定不變的，但是高級遺傳算法的概率則具有可變性。簡單遺傳算法的步驟如圖5所示。選擇運算的主要目的就是把優(yōu)化后的個體直接遺傳到下一代或者是通過交叉配對來產(chǎn)生新的個體然后再遺傳到下一代之中去。 收斂判據(jù)遺傳算法的收斂判據(jù)是屬于啟發(fā)式的，常規(guī)的數(shù)學(xué)方法在數(shù)學(xué)上都有著比較嚴格的收斂判據(jù)。就是說l這個數(shù)字信息丟失了，必須通過變異才可將這個1恢復(fù)。但是必須要保證適應(yīng)值在匹配集中的串?dāng)?shù)值較大，這樣才能有繁殖的機會。另外遺傳算法作為解決搜索問題的一種通用方法，所以GA又具有搜索算法的一些共同特點：最初是組成一組初始解，然后通過一些相應(yīng)的適應(yīng)性條件計算出這些解的適應(yīng)度，再根據(jù)適應(yīng)度的特點保留一些初始解，并且篩選掉其他無效解。GA的這些性質(zhì)，被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域，是現(xiàn)代智能計算中的重要技術(shù)分支。圖4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 本章小結(jié)在研究遺傳算法在電力系統(tǒng)故障診斷中的研究之前，本章首先介紹了故障診斷的基本概念與結(jié)構(gòu)，了解了什么是電力系統(tǒng)故障診斷，并說明了故障診斷的一些相關(guān)內(nèi)容，通過變電所的例子來說明故障區(qū)域的識別原理。其中基于優(yōu)化技術(shù)的故障診斷方法是把電網(wǎng)故障診斷問題建立成一種解析的數(shù)學(xué)模型，將其描述成為01的整數(shù)規(guī)劃問題。4) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用了分布處理法，使計算能力得到提升。同時，專家系統(tǒng)的容錯能力也有待提升，這方面可以通過將模糊集的理論與其相結(jié)合，對知識庫進行模糊的推理使專家系統(tǒng)得到改善，這是專家系統(tǒng)在故障診斷方法近近幾年發(fā)展的主要目標以及趨勢。專家系統(tǒng)法有謂詞邏輯表達法，基于框架的知識表達法，語意網(wǎng)絡(luò)表達法，以及產(chǎn)生式規(guī)則表達法等多種表達法。2) 由于支路的斷開引起會被分裂成兩個連通子圖G1和G2，這兩個端點不會再存在連通路徑，而是分別屬于G1以及G2，這里有可能會有一個 節(jié)點成為孤立的節(jié)點，如果該節(jié)點是輸入與輸出的節(jié)點，那么就保留。孤立的節(jié)點如果是輸入以及輸出的節(jié)點，那么就定義成 屬于相同的一個連通區(qū)域，并且這個區(qū)域只有一個節(jié)點。圖G的連接分子圖是所要確定的G`=（N`，E`）。4) 安全自動裝置信息：主要包含 備 自投，過負荷以及自動重合閘等安全自動裝置的動作信息。27第2章 常見電網(wǎng)故障診斷方法 電網(wǎng)故障診斷的基本概念電力系統(tǒng)故障診斷是指在電網(wǎng)中，通過實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)所得到的系統(tǒng)狀態(tài)以及設(shè)備狀態(tài)的各項數(shù)據(jù)和系統(tǒng)處理的運算結(jié)果提供的數(shù)據(jù)信息，來找出電網(wǎng)的故障地點位置原因以及嚴重程度，然后提供相關(guān)處理建議。為了提高遺傳算法的收斂性，又考慮到交叉率（Pc）與變異率（Pm）的選擇問題，該文獻簡要介紹了在個體適應(yīng)度的基礎(chǔ)上自動適應(yīng)調(diào)整Pc與Pm的自適應(yīng)遺傳算法，在分析其不足并加以改進后提出了改進的自適應(yīng)遺傳算法，使其在最優(yōu)解的收斂速度上有了明顯提高。然后概述了利用實時網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法來檢測出故障平息后的故障區(qū)域的方法, 從而可將故障診斷縮小到這些區(qū)域之中, 以節(jié)省計算時間。本課題所研究的就是優(yōu)化技術(shù)中的遺傳算法（GA）在電力系統(tǒng)故障診斷中的研究應(yīng)用[10~12]。主要有以下幾類：邏輯處理法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，專家系統(tǒng)以及基于優(yōu)化技術(shù)方法四類。另外，在發(fā)生故障后，一般通過保護設(shè)備的動作情況可以進行故障元件的檢測識別。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，故障診斷，遺傳算法，目標函數(shù)，解析模型。畢業(yè)論文摘 要隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)己成為電能用戶的普遍需求。AbstractWith the rapidly development of economy, high quality, reliable, stable power resource supply is needed widely. The power system faults are inevitable because of the influence of natural or artificial reasons. Particularly, the faults occur easily in power network as the electricity transmission and distribution lines are exposed in the natural environment. The faults will cause interruption of power supply or the quality descend, and even lead the equipment to be destroyed. On the other hand, the scale and plexity of power system are increasing, the level of automation is improving together with more and more automatic devices put into application. When the fault occurs, the automatic devices of the power system would produce a mass of alarm information and bring much difficulty to the operators for fault diagnosis, especially when the circuit breakers and relay protections have unwanted operation or fail to operate, the fault diagnosis bees extraordinarily plex.This article based on the power system fault diagnosis some research, mainly to plete the research and analysis of some of the following tasks: First, to understand the power system fault diagnosis principle and types, and describes some of the solutions。不過有時也會出現(xiàn)不止一套的保護設(shè)備動作，更有可能是誤動，這都屬于元件故障診斷。在早期的電力系統(tǒng)中，其故障診斷多是用的傳統(tǒng)的邏輯處理法[5]，這種方法對于以前的電力系統(tǒng)是比較合適，因為其系統(tǒng)簡單遠沒有現(xiàn)在這么復(fù)雜，而要想應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)則恐怕難以實現(xiàn)。文獻[13]簡要的介紹了遺傳算法的研究現(xiàn)狀，它是由美國學(xué)者Holland于1975年首次提出，是模擬自然界生物進化的計算模型。第二部分在第一部分的基礎(chǔ)上，先是提出了利用計算機自動形成故障診斷的目標函數(shù)的方法，是實現(xiàn)在線故障診斷分析的必要階段，然后介紹了為浙江省供電局設(shè)計的在線故障診斷檢測軟件的組成結(jié)構(gòu)以及功能。另外，為了更好的適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)，提高其穩(wěn)定可靠性，人們將遺傳算法與其他技術(shù)結(jié)合來研究出新型算法。電力系統(tǒng)故障診斷的基本內(nèi)容包括：1) 故障的檢測：根據(jù)相關(guān)監(jiān)測措施手段，測量正在運行的設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，來用作判斷故障的依據(jù)。 保護動作類型通常故障區(qū)域內(nèi)動作的保護可以分為以下3種：主保護：母線的主保護在動作時會跳開所有與該母線直接相連的斷路器，變壓器主保護在動作時會跳開其兩端的所有斷路器，線路的主保護在動作時 會跳開所有與該線路 直接相連的 斷路器。其中G`屬于集合G，N`屬于集合N，E`屬于集合E。如果孤立的節(jié)點是屬于其他的節(jié)點，那么就不用考慮。這樣一來，當(dāng)有開關(guān)關(guān)斷或閉合時，就只需要對幾條有關(guān)支路進行判斷，即可以快速的得到新的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。圖1 專家系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)目前研究最多也較成熟的一個復(fù)雜電網(wǎng)故障診斷方法就是專家系統(tǒng)法，它有著比較成熟的理論體系及研究，并且能很有效穩(wěn)定的模擬出在故障診斷中的