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配电网馈线区间故障定位算法研究

作　者: 马毅
导　师: 毛弋
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 故障定位配电网馈线区间网形矩阵法 Pareto多目标优化 NSGA-Ⅱ算法
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

配电网是电力系统中直接面向电力用户的核心环节，配电网供电质量的优劣关系到人民日常生活品质和社会生产活动能否正常开展。当配电网发生故障时，故障定位的效率是保证故障定位的隔离故障区间、减小停电范围、及时恢复用户电力供应的先决条件。配电网故障定位方法层出不穷，其正确与否直接影响到故障定位的效率。只有配电网故障定位方法能满足定位速度快、适用于配电网各种拓扑结构、具有一定容错性这三个条件，才能确保故障定位的效率及实用性。配电网故障定位的传统矩阵算法操作复杂，当故障信息缺失或畸变时，会造成故障区间定位错误。本文以网形矩阵的原理为基础，提出了一种配电网故障定位的新算法，能够有效的对复杂电网的单一故障、多重故障以及馈线末端故障进行准确定位,对配电网复杂多变的拓扑结构具有普适性。该算法利用网络正常运行时的潮流方向为正方向，定位操作更为简便；并针对故障信息缺失以及故障信息畸变的情况下的多重故障定位给出了解决办法。通过仿真结果表明，该算法减少了定位操作的搜索次数，容错性强。传统的故障定位方法都是将属于多目标优化的故障定位问题通过加权值的方式转化为单目标优化问题求解，造成了算法对权值的过分依赖，而且通过主观决策得到的权值并不准确。本文对配电网故障定位建立了多目标故障定位模型，采用基于Pareto最优化原理的NSGA-Ⅱ算法，避免了加权值操作对故障定位结果的影响，并对NSGA-Ⅱ算法进行改进，提高了算法的效率;最后提出了适用于配电网故障定位的最优集处理法，以便从得到最优解集合中筛选出最符合故障实际情况的解，从而定位故障区间。通过仿真验证基于Pareto最优化原理的改进NSGA-Ⅱ算法能够针对各种情况的复杂配电网故障进行准确定位，并在定位效率、定位普适性和高容错性能方面有显著优势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第1章绪论  12-22
  1.1 引言  12
  1.2 配电网的结构  12-13
  1.3 配电自动化系统概述  13-15
  1.4 配电网馈线区间故障定位及研究概况  15-20
    1.4.1 馈线区间故障定位方法要求  15
    1.4.2 故障定位方法的研究现状  15-20
  1.5 配电网馈线区间故障定位算法的评价准则  20-21
  1.6 论文结构安排  21-22
第2章配电网馈线区间故障定位拓扑模型  22-27
  2.1 引言  22
  2.2 配电网拓扑结构  22-23
  2.3 馈线区间故障定位配电网拓扑模型需求  23-24
  2.4 配电网网基结构矩阵  24
  2.5 配电网网形结构矩阵  24-26
  2.6 配电网拓扑分析方法  26
    2.6.1 矩阵分析法  26
    2.6.2 树搜索法  26
  2.7 小结  26-27
第3章改进网形结构矩阵算法的馈线区间故障定位  27-39
  3.1 引言  27
  3.2 网形结构矩阵算法  27-29
  3.3 改进网形结构矩阵算法 1  29-31
    3.3.1 网络关联描述矩阵 D  29-30
    3.3.2 故障信息矩阵 G  30
    3.3.3 故障判定矩阵P  30-31
  3.4 改进网形结构矩阵算法 2  31-33
    3.4.1 改进的网络描述矩阵 D  31-32
    3.4.2 改进的故障判定矩阵 P  32
    3.4.3 改进的故障判定条件  32-33
  3.5 故障信息不完备和畸变情况下的故障定位  33-34
    3.5.1 故障信息不完备时的故障定位  33
    3.5.2 故障信息畸变时的故障定位  33-34
  3.6 算例  34-37
    3.6.1 单电源配电网馈线区间故障定位  35
    3.6.2 多电源环网馈线区间故障定位  35-37
  3.7 算法流程  37-38
  3.8 小结  38-39
第4章基于改进 NSGA-Ⅱ和 Pareto 最优概念的馈线区间故障定位  39-58
  4.1 引言  39
  4.2 配电网馈线区间故障定位多目标模型  39-41
  4.3 NSGA 及 NSGA- Ⅱ进化算法  41-48
    4.3.1 Pareto 支配关系及 Pareto 最优解  41-42
    4.3.2 非支配排序遗传算法(NSGA)  42-43
    4.3.3 改进非支配排序的遗传算法(NSGA- Ⅱ)  43-45
    4.3.4 改进的 NSGA- Ⅱ算法  45-48
  4.4 基于改进 NSGA- Ⅱ馈线区间故障定位算法的流程及程序实现  48-51
  4.5 算例分析  51-57
  4.6 小结  57-58
结论  58-60
参考文献  60-64
附录 A  64-65
致谢  65

配电网馈线区间故障定位算法研究

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