低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置系统及方法与流程

技术特征：
1.一种低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置系统，其特征在于：包括：多个电能质量监测装置和电能质量总站；所述电能质量总站包括人机交互界面和操作平台模块、智能计算和诊断模块、显示和报警模块；所述多个电能质量监测装置分别与电能质量总站相连接，用于对电能质量数据进行采集、转换、加工和上传到总站；所述人机交互界面和操作平台模块用于对各电能质量监测装置上传的电能质量数据进行分析和运算；所述智能计算和诊断模块用于对进行事件诊断和故障排查；所述显示和报警模块用于对电能质量数据进行显示和报警。2.根据权利要求1所述的一种低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置系统，其特征在于：所述电能质量监测装置，包括互感器件模块、a/d采样模块、处理器cpu和通信模块；所述互感器件模块用于将工频信号通过互感器件变换为二次信号；该互感器件模块的输出端与a/d采样模块相连接，该a/d采样模块用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号；所述a/d采样模块的输出端与处理器cpu相连接，用于对所采集的电能质量数据进行加工处理,并转换为电能质量指标；所述处理器cpu通过通信模块与电能质量总站相连接，用于将电能质量指标数据上传至电能质量总站。3.一种低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、构建电能质量监测点的优化模型，对监测系统的准确度与成本进行定量优化；步骤2、基于步骤1获得的电能质量监测点的优化模型，采用多种群改进遗传算法对监测点进行优化配置，达成系统性能和成本的优化。4.根据权利要求3所述的一种低压配重要电网用户电能质量监测终端优化配置方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：步骤1.1：构建状态估计输入输出矩阵模型：用特征函数g
n
(u,v)来表征在第n个电能质量监测装置处，电能质量数据从节点u映射到节点v的精确度，是根据线路参数和拓扑结构，按电气参数映射过程得到；而p
n
(u)则表征节点u电能质量数据的精确度；对于有m个节点的配电网络,可构建其对应数量的状态估计矩阵模型；步骤1.2：通过上述状态估计模型，从而将成本与性能的复杂定性问题转换为准确度与成本的定量优化，构建如下电能质量监测点的优化模型:式中f(x)为经济成本函数,h(x)为系统性能(或准确度函数)，如下:
式中:α—成本系数；β—性能系数；p
n
(x
i
)—状态估计矩阵模型的输出；x
i
—x中第i个位置；x—优化过程中的可行解(m维向量),表示m个节点的每个位置是否需要安装电能质量监测装置(不安装取0，安装取1)。5.根据权利要求3所述的一种低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：步骤2.1：对电能质量监测点进行遗传编码；针对电能质量监测点的优化问题,对其进行遗传编码方式如下：x
j
＝[x
1 x
2 l x
m
]式中：向量x
j
—第j个个体，其元素值分别表示对应m个节点的每个位置是否需要安装电能质量监测装置，不安装取0，安装取1。适应值的评价函数由目标函数转换得到：fit(x)＝
‑
[f(x) c
h
]式中：c
h
—h(x)最低取值范围的绝对值，作用是将适应值转换为大于零的实数；步骤2.2：对初始种群进行多个独立子群的随机划分，独立子群的规模统一为μ；在进化迭代过程中，为保留最优个体的流失以及使得不同子群具有不同的收敛速度，本发明对q个独立子群按照下式概率进行保留:步骤2.3：对被保留的个体强制进行一次遗传选择，对于不被保留的个体采用经典的轮盘赌操作；其被选择概率x
z
(x)计算如下:其中b表示其所在子群对应b中的保留数；为维持种群的数量，轮盘赌选择总数x
num
为:x
num
＝μ
‑
b步骤2.4：进行赋值替换，将未被选择个体替换掉，然后对所有被选择或被强制保留的个体，进行一次交叉操作；采样双点交叉，即随机选中遗传编码上的两个点，对两条编码互换其中的代码；步骤2.5：进行变异操作，用采样较低的概率随机选取某个个体上的一位遗传代码位置，进行0或1的变换；变异概率设置如下：步骤2.6：基于多种群遗传算法对电能质量监测点进行优化配置。
6.根据权利要求5所述的一种低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置方法，其特征在于：所述步骤2.6的具体步骤包括：步骤2.6.1：根据电力系统的结构，获取状态估计矩阵及其参数；步骤2.6.2：进行初始的必要参数设置,编码,对初始种群进行随机初始化；步骤2.6.3：对初始种群进行分类，得到q个独立子群；步骤2.6.4：对q个独立子群分别按照进化算法进行遗传，包括：选择、交叉、变异和适应度计算；步骤2.6.5：收敛判定，如果达到最大进化次数，则跳出循环；否则返回步骤2.6.4；步骤2.6.6：对q个独立子群的输出结果进行合并，选取最优值作为全局极值；步骤2.6.7：将全局极值解码转换为优化配置结果。

技术总结
本发明涉及一种低压配电网重要用户电能质量监测终端优化配置系统及方法，包括：多个电能质量监测装置和电能质量总站；所述电能质量总站包括人机交互界面和操作平台模块、智能计算和诊断模块、显示和报警模块；所述多个电能质量监测装置分别与电能质量总站相连接，用于对电能质量数据进行采集、转换、加工和上传到总站；所述人机交互界面和操作平台模块用于对各电能质量监测装置上传的电能质量数据进行分析和运算；所述智能计算和诊断模块用于对进行事件诊断和故障排查；所述显示和报警模块用于对电能质量数据进行显示和报警。本发明能够使用最少的电能质量监测装置实现对系统良好的监测效果。好的监测效果。好的监测效果。


技术研发人员：岳梓媛 骈睿珺 满旭睿 葛磊蛟 穆九鹏 赵长伟 张冠群
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2021/12/13