基于遗传投影寻踪模型和特征值赋权法的地区谐波污染综合评估.doc

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1、基于遗传投影寻踪模型和特征值赋权法的地区谐波污染综合评估［摘要］以考察地区谐波污染情况为日的，首次提出了地区谐波污染综合评估方法.该方法首先采用遗传投影寻踪方法，综合利用谐波电压总畸变率、各次谐波电压含有率以及各次谐波电流值，对地区各变电站务电压等级的谐波电压和谐波电流进行综合评估.然后利用特征值赋权法对遗传投影寻踪方法得到的评估结果进一步综合加权,从而得到地区各电压等级、备变电站以及整个地区的谐波污染综合评估结果.达到了从总体到局部逐级考察谐波污染情况的目的，其评估结果全面客观含理，可以作为地区谐波评估以及治理的重要依据.［关键词］

2、电能质量;谐波;综合评估;遗传投影寻踪方法;特征值赋权法1引言近年来，对于各种电能质量问题的综合评估引起了人们的关注.文献［1］〜［5］分别从模糊理论、层次分析法、概率论与矢量代数等方面对电能质量进行综合评估.但这些方法均不同程度的存在一些缺陷，例如模糊理论的最大隶属度原则掩盖了介于两个隶属度之间时的差别,层次分析法的评估对象过多时将很难满足一致性，而概率论与矢量代数的方法在确定其期望与方差的基准值时无法避免人为主观因素的影响.同时，这些方法只能川于某一特定电压等级的电能质量综合评估，不能对某一地区不同电压等级进行综合评估.根据我国电

3、网的实际情况，谐波是最突出的电能质量问题.国内外对谐波问题的研究已经取得了一定进展，文献［6H10］从谐波的检测及治理方面进行了研究.文献［11］〜［⑶分别以统计学,人工神经网络和模糊数学等方法为基础，对谐波进行评估.但上述评估中，对谐波问题基本上都只考虑了谐波电压总畸变率或分别考虑各次谐波含有率.实际上，如何将谐波的各次谐波电压含有率以及各次谐波电流的大小统一考虑，对其进行综合评估，以给供电部门和相关用户一个明确的指标等，与电能质量的综合评估同样具有重要的意义.本文提出了一种地区谐波污染综合评估方法.首先利用由Friedman提出的

4、投影寻踪（projectpursuit,PP）方法［14］以及现代优化算法中的格雷码加速遗传算法［15］,综合考虑了谐波电压总畸变率、务次谐波电压含有率以及各次谐波电流值，对地区务变电站各电压等级母线的谐波电压和谐波电流进行评估.然后利用特征值赋权法从不同层面上进一步对地区谐波污染情况进行综合评估.文中将该方法应用于工程实际，对天津某地区的谐波污染情况进行了综合评估.该方法最大限度的克服了常规评估方法中的人为主观因素影响，客观的反映了评估指标的特征，评估结果全面客观合理，能够从不同层面考察地区谐波污染情况，可以作为地区谐波治理及评估的

5、重要依据.2基于遗传算法的投影寻踪模型投影寻踪是一种用于分析高维观测数据，尤其是分析非正态非线性高维数据的一种统计方法［16］.该方法能够在客观提取评估指标特征的情况下，将多维评估指标转化为一维评估指标，从而通过该单一指标客观的反映评估对象的特性.投影寻踪方法的基本思路是根据实际问题的需要，把高维数据投影到低维（1〜3维）了空间上,通过观察投影图像，利用投影指标函数来衡量投影，揭示数据为某种结构的可能性的大小，白动找出使该指标函数达到极大（或极小）的投影值,然后根据该投影值来分析高维数据的结构特征，或根据该投影值与所研究系统的输入输出

6、值之间的散点图构造数学模型来预测系统的输出.其中投影指标函数的构造、优化方法的选择、数学模型的建立是应用投影寻踪解决实际问题的关键.2.1投影指标的建立建立谐波综合评估的投影指标,首先要根据国家标准对各单项谐波指标进行分级，然后在各等级范围内通过随机取值的方法建立投影指标，从而形成样本集,具体过程参见4.1〜4.3节.投影指标包括反映谐波情况的指标，即各次谐波电压含有率、谐波电压总畸变率以及各次谐波电流值,及对应的评估等级，谐波污染程度越重，对应的评估等级就越高，其中分别为样木的个数和指标个数.为了使指标的变化范围统一，采用式⑴对进行

7、归一化处理为，即(1)其中分别为第个指标的最大值.2.2投影指标函数的建立建立谐波污染情况评估模型就是建立与之间的数学关系.投影寻踪方法将维数据综合成以为投影方向的一维投影值：⑵为了在投影时找到数据的特征,要求在综合投影值时故影值应尽可能大地提取中的变异信息,这表明在这个投影中含有现有模型中没有反映的结构，即的标准差应尽可能大,同时要求与的相关系数的绝对值尽可能大，因此取投影指标函数为(3)2.3投影指标函数的遗传算法优化投影指标函数随着投影方向变化而变化，可通过求解投影指标函数最大值来估计最佳投影方向，即(4)(5)这是一个以为优化

8、变量的非线性优化问题，用常规方法处理较困难，遗传算法则是一种比较通用的全局优化方法，它通过模拟生物界”适者生存”的规则以及群体内部染色体信息交换机制来进行全局优化,能够简便有效的解决上述问题.本文采用格雷码加速遗传算法给