遺傳優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在小電流接地系統(tǒng)故障選線中的應(yīng)用

2 輸入、輸出量的選取
　　在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，假定有K條饋電線路，則在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出量選取如下：
2．1 輸入量的選取
　　根據(jù)饋電線路數(shù)K，每條饋線輸入數(shù)據(jù)共有N個(gè)，則共有K*N個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，每條饋線輸入數(shù)據(jù)分別為：
　　1） 零序測(cè)量導(dǎo)納Yoi[3]
　　根據(jù)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的零序回路，利用消弧線圈適當(dāng)?shù)拿撝C狀況和位移電壓的相應(yīng)改變，可將每條饋線零序阻抗的不對(duì)稱分量，即對(duì)地導(dǎo)納計(jì)算出來。如果所有的零序?qū)Ъ{都不超過正常運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)限定的允許值，則無故障；當(dāng)任何一條饋線發(fā)生單相接地故障時(shí)，就相當(dāng)于產(chǎn)生了一個(gè)附加的不對(duì)稱電源，這就會(huì)導(dǎo)致零序電壓和饋線零序電流的總和量發(fā)生變化，此時(shí)同樣計(jì)算出該條饋線的對(duì)地導(dǎo)納。將計(jì)算出的饋線對(duì)地導(dǎo)納輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，作為第一組輸入數(shù)據(jù)。
　　2） 零序電流幅值
　　單相接地短路時(shí)，流過故障元件的零序電流在數(shù)值上等于所有非故障元件對(duì)地電容電流之和，即故障線路上的零序電流最大，所以零序電流幅值的大小，也是判別故障線路的有效數(shù)據(jù)。故將各條饋線的零序電流作為第二組輸入數(shù)據(jù)。
　　3） 五次諧波分量
　　從過渡電阻的非線性可知故障點(diǎn)本身就是一個(gè)諧波源（金屬性接地是經(jīng)電阻接地發(fā)展而來的），且以基波和奇次諧波為主，根據(jù)諧波在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的分布和保護(hù)的要求，使用五次諧波分量為宜。NES（中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)）中的消弧線圈是按照基波整定的，即有,可忽略消弧線圈對(duì)五次諧波產(chǎn)生的補(bǔ)償效果，因零序電流五次諧波分量產(chǎn)生在NES中有著與NUS（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）中零序電流基波分量相同的特點(diǎn)，根據(jù)上述零序電流幅值法原理，將其經(jīng)消弧線圈所得五次諧波分量取其電流幅值，作為第三組輸入數(shù)據(jù)。
　　4）序分量測(cè)量值Is
　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]，利用對(duì)電流正、負(fù)序分量的有效值進(jìn)行相加，得出一綜合測(cè)量值Is將其作為第四組輸入數(shù)據(jù)。
　　在此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，僅選擇了4組輸入數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況，加入其它數(shù)據(jù)，以更好地進(jìn)行選線。
2．2 輸出量的選取
　　在此網(wǎng)絡(luò)中，共選取K+1個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，代表1至K條饋線，第K+1個(gè)節(jié)點(diǎn)代表母線，傳統(tǒng)的輸出1代表有故障，0代表不故障的絕對(duì)關(guān)系靈活化，其值可以取[0,1]區(qū)間的任一數(shù)值，再將其輸出數(shù)值進(jìn)行判斷，大于0.5判為故障，小于0.5判為不故障。

3 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)及訓(xùn)練
選取一有10條饋電線路的輸電系統(tǒng)，如圖3所示：

　　此輸電系統(tǒng)中，L1～L4為電纜線路，L5～L10為架空線路。
　　對(duì)此網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練。根據(jù)訓(xùn)練的實(shí)際情況，選取64個(gè)隱含節(jié)點(diǎn)，則依據(jù)上述原理，生成一個(gè)有4×10×64×2位的個(gè)體，然后依據(jù)遺傳優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法原理，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。在此實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，例如，當(dāng)L3饋線發(fā)生接地短路時(shí)，則神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理想輸出為[0 0 1 0 0 0 0 0 0 0]，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出為yi（i=1,2,...,10)，為求取其適應(yīng)度函數(shù)值，先求取方差，則其適應(yīng)度函數(shù)取為f=100/S?？梢姡溥m應(yīng)度函數(shù)越高，方差越小，與標(biāo)準(zhǔn)選線結(jié)果也就越接近。
　　經(jīng)過87次的訓(xùn)練，該網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成。進(jìn)行實(shí)際運(yùn)算得到的結(jié)果表明，其判斷準(zhǔn)確率可達(dá)90％以上。

4 結(jié)論
　　與傳統(tǒng)的選線方法（五次諧波分量法、零序?qū)Ъ{法）相比，此方法根據(jù)多個(gè)判據(jù)的綜合判定，加上采用了遺傳算法進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，避免了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易陷入局部最小的問題，大大提高了接地選線的準(zhǔn)確性。但隨著饋電線路的增加及隱含層接點(diǎn)數(shù)目的增加，會(huì)大大加大算法的計(jì)算量，考慮到單相接地故障允許運(yùn)行1～2小時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)速度的不斷加快，此問題已不是很重要，故在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中是可行的。