專(zhuān)利名稱(chēng)：：基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的運(yùn)行、分析與調(diào)度
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法。技術(shù)背景近年來(lái)，隨著電力市場(chǎng)改革不斷深入和并網(wǎng)電力設(shè)備種類(lèi)不斷多元化，對(duì)電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法提出了更快速、更靈活的要求。潮流優(yōu)化領(lǐng)域廣泛使用的牛頓法[11、逐次二次規(guī)劃法[2、內(nèi)點(diǎn)法[31等數(shù)值優(yōu)化方法中，都需要計(jì)算目標(biāo)函數(shù)與約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣。為了獲得上述矩陣，開(kāi)發(fā)者不得不手動(dòng)推導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)這些導(dǎo)數(shù)計(jì)算公式。該手動(dòng)編程方式具有以下缺點(diǎn)(l)推導(dǎo)導(dǎo)數(shù)計(jì)算公式過(guò)于繁瑣且易于出錯(cuò)；(2)將上述公式手動(dòng)編程實(shí)現(xiàn)不易于調(diào)試；(3)需要手動(dòng)維護(hù)矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)，不利于代碼的可移植性；(4)當(dāng)加入新設(shè)備(如FACTS與HVDC)、增減或修改約束、改變目標(biāo)函數(shù)時(shí)，源代碼改動(dòng)頻繁。自動(dòng)微分技術(shù)可以自動(dòng)根據(jù)函數(shù)源代碼生成其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)數(shù)矩陣，克服了手動(dòng)編程的上述缺點(diǎn)和不足，與其他微分方法(如數(shù)值差分、符號(hào)微分)相比，自動(dòng)微分技術(shù)避免了截?cái)嗾`差，對(duì)CPU時(shí)間和內(nèi)存的占用都遠(yuǎn)小于上述方法。在文獻(xiàn)[4-7]中，自動(dòng)微分技術(shù)分別在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、靈敏度分析、動(dòng)態(tài)仿真和潮流優(yōu)化中被用來(lái)計(jì)算雅可比矩陣。基于自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法具有下述優(yōu)點(diǎn)(l)靈活性可以輕易實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)函數(shù)、模型、約束之間的轉(zhuǎn)換或修改;(2)可維護(hù)性易于拓展或修改或重復(fù)利用己有代碼，減輕了開(kāi)發(fā)者的編程負(fù)擔(dān)，同時(shí)方便了用戶(hù)自定義模型的實(shí)現(xiàn)。然而，使用自動(dòng)微分技術(shù)的最大問(wèn)題在于處理大系統(tǒng)時(shí)表現(xiàn)出的低效性自動(dòng)微分技術(shù)占用大量的CPU時(shí)間和內(nèi)存空間，成為程序性能的瓶頸。在文獻(xiàn)[7]中，在計(jì)算大系統(tǒng)時(shí)，基于自動(dòng)微分的潮流優(yōu)化方法比手動(dòng)編程慢5到10倍。然而在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)潮流優(yōu)化的計(jì)算速度有著很高的要求，因此需要一種兼?zhèn)渥詣?dòng)微分的靈活性和手動(dòng)編程的高效性的潮流優(yōu)化方法。相關(guān)文獻(xiàn)[1]趙晉泉，侯志儉，吳際舜.改進(jìn)最優(yōu)潮流牛頓算法有效性的對(duì)策研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，1999，19(12):70-75.[2]刁勤華，默哈莫德'夏班，倪以信.運(yùn)用連續(xù)二次規(guī)劃法計(jì)算區(qū)域間極限傳輸容量[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000，24:5-8.[3]劉方，顏偉，徐國(guó)禹.動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流的預(yù)測(cè)/校正解耦內(nèi)點(diǎn)法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007,31(14):38-42.[4]M.JerosolimskiandL.Levacher.Anewmethodforfastcalculationofjacobianmatrices:automaticdifferentiationforPowersystemsimulation[J].IEEETransactionsonPowerApparatusandSystems,1994，9:700-706.[5]AlejandroZamora國(guó)Mendez，CarlosPerez-Rojas，SigridtGarda畫(huà)Martinez，HectorDanielVillanueva-Hernandez.AutomaticDifferentiationinPowerFlowUsingADIFOR[C].Electronics,RoboticsandAutomotiveMechanicsConference,2006，1:226-234.[6]A.Ibsais，V,Ajjarapu.Theroleofautomaticdifferentiationinpowersystemanalysis[J].IEEEtransactiononPowerSystems,1997，12(2):592-597.[7]Orfanogianni.T.，Bacher.R.IncreasedOPFcodedevelopmentefficiencybyintegrationofgeneralpurposeoptimizationandderivativecomputationtools[J].IEEETransactionsonPowerSystems,2000，15(3):987-993.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為了克服基于手動(dòng)編程的潮流優(yōu)化方法靈活性不足、基于自動(dòng)微分的潮流優(yōu)化方法計(jì)算速度過(guò)慢的缺點(diǎn)，區(qū)別于已有的利用自動(dòng)微分技術(shù)求取目標(biāo)函數(shù)與約束條件的全部雅可比矩陣和/或海森矩陣的"全部自動(dòng)微分"，提供一種基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法?；诓糠肿詣?dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法包括如下步驟第一步讀取電網(wǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)納矩陣，根據(jù)運(yùn)行要求選擇潮流優(yōu)化的具體形式，并以此確定目標(biāo)函數(shù)/x)和約束條件(包括等式約束條件/z(JC)和不等式約束條件gOc))，構(gòu)成下述非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題第二步采用平啟動(dòng)方法為優(yōu)化變量設(shè)定初始值，為自動(dòng)微分軟件分配所需的內(nèi)存；第三步使用自動(dòng)微分技術(shù)求出目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和域海森矩陣中不變?cè)氐奈恢门c值，存儲(chǔ)于列表L，其中每一條記錄分別存儲(chǔ)導(dǎo)數(shù)矩陣不變?cè)貙?duì)應(yīng)的矩陣類(lèi)型、行、列、元素值和對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)或約束條件；第四步計(jì)算目標(biāo)函數(shù)和約束條件的值；第五步使用自動(dòng)微分技術(shù)確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)；第六步對(duì)于稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣中的不變?cè)兀苯訌牡谌缴傻牧斜鞮中讀取；對(duì)于稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣中的可變?cè)兀褂米詣?dòng)微分技術(shù)計(jì)算。將上述矩陣元素合并，得到目標(biāo)函數(shù)與約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣；第七步使用數(shù)值優(yōu)化方法，利用第四步得到的函數(shù)值與第六步得到的稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣，更新優(yōu)化變量。若迭代已收斂，即得到最優(yōu)解；否則跳轉(zhuǎn)至第四步。所述的第一步中潮流優(yōu)化的具體形式包括狀態(tài)估計(jì)、最優(yōu)潮流、無(wú)功優(yōu)化以及其他涉及電力系統(tǒng)潮流的基于導(dǎo)數(shù)矩陣的計(jì)算和優(yōu)化技術(shù)。所述的第七步中數(shù)值優(yōu)化方法是指牛頓法、逐次二次規(guī)劃法、內(nèi)點(diǎn)法及其他基于雅可比矩陣和/或海森矩陣的優(yōu)化方法。本發(fā)明將手動(dòng)編程的高效性和自動(dòng)微分技術(shù)的靈活性相結(jié)合，提出了改進(jìn)的基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法。與已有的技術(shù)相比，本發(fā)明提出的方法主要有以下改進(jìn)1、使用自動(dòng)微分技術(shù)將導(dǎo)數(shù)計(jì)算公式的推導(dǎo)與實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，高效靈活的求取大規(guī)模稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣；并方便計(jì)算用戶(hù)自定義目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣，進(jìn)一步提高了程序開(kāi)發(fā)的便捷性和靈活性；2、充分利用目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣中的不變?cè)?，避免了重?fù)計(jì)算，提高了計(jì)算速度，使基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法從效率上接近手動(dòng)編程；3、利用自動(dòng)微分技術(shù)，支持各種用戶(hù)自定義模型，包括用戶(hù)自定義目標(biāo)函數(shù)和用戶(hù)自定義約束條件，拓展了電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化的應(yīng)用范圍。圖1是基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法流程圖；圖2是示例電力系統(tǒng)示意圖；圖3是導(dǎo)數(shù)矩陣不變?cè)貎?chǔ)存列表L的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的一種實(shí)施方式與已有技術(shù)(手動(dòng)編程、全部自動(dòng)微分)的計(jì)算效率對(duì)比圖。具體實(shí)施方式基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法包括如下步驟第一步讀取電網(wǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)納矩陣，根據(jù)運(yùn)行要求選擇潮流優(yōu)化的具體形式，并以此確定目標(biāo)函數(shù)X力和約束條件(包括等式約束條件/z(x)和不等式約束條件g(X))，構(gòu)成下述非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>第二步采用平啟動(dòng)方法為優(yōu)化變量設(shè)定初始值，為自動(dòng)微分軟件分配所需的內(nèi)存；第三步使用自動(dòng)微分技術(shù)求出目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣中不變?cè)氐奈恢门c值，存儲(chǔ)于列表L，其中每一條記錄分別存儲(chǔ)導(dǎo)數(shù)矩陣不變?cè)貙?duì)應(yīng)的矩陣類(lèi)型、行、列、元素值和對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)或約束條件；第四步計(jì)算目標(biāo)函數(shù)和約束條件的值；第五步使用自動(dòng)微分技術(shù)確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)；第六步對(duì)于稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣中的不變?cè)?，直接從第三步生成的列表L中讀?。粚?duì)于稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣中的可變?cè)?，使用自?dòng)微分技術(shù)計(jì)算。將上述矩陣元素合并，得到目標(biāo)函數(shù)與約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣；第七步使用數(shù)值優(yōu)化方法，利用第四步得到的函數(shù)值與第六步得到的稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣，更新優(yōu)化變量。若迭代已收斂，即得到最優(yōu)解；否則跳轉(zhuǎn)至第四步。所述的第一步中潮流優(yōu)化的具體形式包括狀態(tài)估計(jì)、最優(yōu)潮流、無(wú)功優(yōu)化以及其他涉及電力系統(tǒng)潮流的基于導(dǎo)數(shù)矩陣的計(jì)算和優(yōu)化技術(shù)。所述的第七步中數(shù)值優(yōu)化方法是指牛頓法、逐次二次規(guī)劃法、內(nèi)點(diǎn)法及其他基于雅可比矩陣和/或海森矩陣的優(yōu)化方法。以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，該發(fā)明的流程圖如圖1所示。實(shí)施例1:考慮如圖2所示的示例電力系統(tǒng)，采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行潮流優(yōu)化，各步驟分述如下-步驟一計(jì)算電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣(結(jié)果略)，設(shè)定潮流優(yōu)化問(wèn)題的優(yōu)化變量為x，它包括[P(;，Ke,其中&和^分別為發(fā)電機(jī)的有功出力和無(wú)功出力，K和F,分別為各節(jié)點(diǎn)的電壓實(shí)部與虛部，Xe為系統(tǒng)中其他用戶(hù)自定義模型的控制變量。設(shè)定目標(biāo)函數(shù)為系統(tǒng)發(fā)電燃料成本最小(l)，其中《為各發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)系數(shù)。/(X)=Zfeig(1)潮流優(yōu)化的約束條件分為等式約束條件Wx)和不等式約束條件g(x)，其中等式約束條件包括節(jié)點(diǎn)功率平衡約束(2)、用戶(hù)自定義等式約束(3)，不等式約束條件包括發(fā)電機(jī)出力約束(4)、節(jié)點(diǎn)電壓約束(5)、線(xiàn)路潮流約束(6)和用戶(hù)自定義不等式約束(7)。(2)(3)(4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(7)其中A和g,.為節(jié)點(diǎn)注入功率，G"和&為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納，g,和^為線(xiàn)路導(dǎo)納。綜上所述，得到潮流優(yōu)化的非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題(8)，即電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化的一種形式最優(yōu)潮流。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>步驟二求出目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣中不變?cè)氐奈恢门c值，存儲(chǔ)于列表L(其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖3所示)，其中每一條記錄分別存儲(chǔ)導(dǎo)數(shù)矩陣不變?cè)貙?duì)應(yīng)的矩陣類(lèi)型、行、列、元素值和對(duì)應(yīng)的約束條件/目標(biāo)函步驟三使用基于導(dǎo)數(shù)矩陣的數(shù)值優(yōu)化算法求解(8)。本實(shí)施例采用內(nèi)點(diǎn)法求解，根據(jù)內(nèi)點(diǎn)算法理論，用拉格朗日乘子法處理等式約束，用障礙函數(shù)法處理不等式約束。對(duì)于非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題(8)，構(gòu)造拉格朗日—函數(shù)(9)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(9)其中;;,w和z為拉格朗日乘子，/，"為松弛變量，p為障礙參數(shù)且滿(mǎn)足//>0，z>0，相應(yīng)的KKT條件為Zy=AW=0(10)Av=g0)+w-g=o丄,=ZZE-/zE=0其中丄Wag(/卜.4),t^&ag(w…^),『^fogO卜.w》，Z-ofeg(Zi…；)，￡=[l,l...l]r々，^分別為X力,g(X)的雅可比矩陣。用牛頓法求解(IO)，可以得到以下三個(gè)子線(xiàn)性方程組(11)Ax_丄二_0_——V—丄z—-丄；—0_[△/_『-—-丄0(12)(13)其中，丄"(14)(15)(16)(17)A+A[ZT1+ZZZ)+CT1(丄二-肌w)]:-+仏+-JJ丄"Z-丄7=丄ZE—一AzA/丄二+-AwAw上式中/^，/^分別為</^)，//2(力，(z+w)Tg(;c)的海森矩陣。通過(guò)上述公式推導(dǎo)可知，在內(nèi)點(diǎn)法的每次迭代中，只需要生成上述々，^，4和/^仏，7/g，即目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和海森矩陣，即可完成迭代。使用部分自動(dòng)微分技術(shù)計(jì)算雅可比矩陣和海森矩陣的具體步驟如下a)使用自動(dòng)微分技術(shù)確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和海森矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)；b)對(duì)于上述稀疏矩陣中的不變?cè)?，直接從列表L中讀取；C)對(duì)于上述稀疏矩陣中的可變?cè)?，使用自?dòng)微分技術(shù)計(jì)算；d)將b)和c)得到的矩陣元素合成，即可求得目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和海森矩陣，將得到的導(dǎo)數(shù)矩陣交給內(nèi)點(diǎn)優(yōu)化算法完成迭代。對(duì)于示例系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)11次迭代后得到系統(tǒng)的最優(yōu)解。潮流優(yōu)化前后系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)比見(jiàn)表l，數(shù)據(jù)說(shuō)明該實(shí)施方式對(duì)電力系統(tǒng)潮流進(jìn)行優(yōu)化，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本，使系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)。表l示例電力系統(tǒng)優(yōu)化前后對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例2:本實(shí)施例使用與實(shí)施例l相同目標(biāo)函數(shù)、約束條件和數(shù)值優(yōu)化算法，考慮如表2所示的多組測(cè)試電力系統(tǒng)，使用基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)為了方便比較，將已有的手動(dòng)編程和全部自動(dòng)微分方法與本實(shí)施方式的計(jì)算效率進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表3。表2測(cè)試系統(tǒng)概要<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3潮流優(yōu)化方法計(jì)算效率比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)表3中數(shù)據(jù)，全部自動(dòng)微分的CPU時(shí)間約為手動(dòng)編程的2-3倍，而部分自動(dòng)微分方法僅為手動(dòng)編程的1.2-1.3倍。因此，本實(shí)施方式提出的基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法大大提高了自動(dòng)微分技術(shù)的執(zhí)行效率。圖4給出了全部和部分自動(dòng)微分方法與手動(dòng)編程的CPU時(shí)間之比，形象的說(shuō)明本實(shí)施方式與全部自動(dòng)微分方法相比提高了效率，使計(jì)算速度接近手動(dòng)編程。實(shí)施例3:本實(shí)施例采用與實(shí)施例l相同的目標(biāo)函數(shù)、約束條件和數(shù)值優(yōu)化算法，在實(shí)施例2中所示的CASE2383測(cè)試電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，分別添加高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)和晶閘管控制串聯(lián)補(bǔ)償器(TCSC)。上述這些新型電力電子設(shè)備將被本實(shí)施方式作為用戶(hù)自定義模型處理，如實(shí)施例1中所示，將其控制變量xe加入到優(yōu)化變量x中，并通過(guò)自定義約束條件(3)和(7)實(shí)現(xiàn)原算法對(duì)用戶(hù)自定義模型的集成。表4展示了包括上述用戶(hù)自定義模型的3組潮流優(yōu)化算例，并給出了處理用戶(hù)自定義模型所占CPU時(shí)間的百分比。表4考慮用戶(hù)自定義模型的潮流優(yōu)化結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表中數(shù)據(jù)可知，本實(shí)施方式中處理用戶(hù)自定義模型所占用CPU時(shí)間不到2%，證明了基于部分自動(dòng)微分的方法可以高效處理用戶(hù)自定義模型，增強(qiáng)了潮流優(yōu)化的靈活性和可拓展性。實(shí)施例4:本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的約束條件、數(shù)值優(yōu)化算法和5節(jié)點(diǎn)測(cè)試電力系統(tǒng)(圖2)。在節(jié)點(diǎn)1安裝一套容量為50MVar的可變?nèi)萘坎⒙?lián)補(bǔ)償電容器，同時(shí)將兩臺(tái)變壓器的變比設(shè)為可變，本實(shí)施例的優(yōu)化變量為x=[&，gc，F(xiàn)e,^其中f為變壓器抽頭位置，B"為并聯(lián)補(bǔ)償電容器的并網(wǎng)容量。將目標(biāo)函數(shù)設(shè)為系統(tǒng)網(wǎng)損最小，艮P:其中尸,為每條線(xiàn)路的線(xiàn)損。本實(shí)施例實(shí)際是在求解電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化的另一種形式無(wú)功優(yōu)化。本實(shí)施例經(jīng)過(guò)11次迭代后收斂，優(yōu)化結(jié)果如表5所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可知通過(guò)潮流優(yōu)化，減小的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能量損失，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。表5示例電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化前后對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法，其特征在于包括如下步驟第一步讀取電網(wǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)納矩陣，根據(jù)運(yùn)行要求選擇潮流優(yōu)化的具體形式，并以此確定目標(biāo)函數(shù)f(x)和約束條件，包括等式約束條件h(x)和不等式約束條件g(x)，構(gòu)成下述非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><munder><mi>min</mi><mi>x</mi></munder><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths><mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>t</mi><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><munder><mi>g</mi><mo>&OverBar;</mo></munder><mo>&le;</mo><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&le;</mo><mover><mi>g</mi><mo>&OverBar;</mo></mover></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math></maths>第二步采用平啟動(dòng)方法為優(yōu)化變量設(shè)定初始值，為自動(dòng)微分軟件分配所需的內(nèi)存；第三步使用自動(dòng)微分技術(shù)求出目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣中不變?cè)氐奈恢门c值，存儲(chǔ)于列表L，其中每一條記錄分別存儲(chǔ)導(dǎo)數(shù)矩陣不變?cè)貙?duì)應(yīng)的矩陣類(lèi)型、行、列、元素值和對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)或約束條件；第四步計(jì)算目標(biāo)函數(shù)和約束條件的值；第五步使用自動(dòng)微分技術(shù)確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)；第六步對(duì)于稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣中的不變?cè)?，直接從第三步生成的列表L中讀?。粚?duì)于稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣中的可變?cè)?，使用自?dòng)微分技術(shù)計(jì)算。將上述矩陣元素合并，得到目標(biāo)函數(shù)與約束條件的雅可比矩陣和/或海森矩陣；第七步使用數(shù)值優(yōu)化方法，利用第四步得到的函數(shù)值與第六步得到的稀疏導(dǎo)數(shù)矩陣，更新優(yōu)化變量。若迭代已收斂，即得到最優(yōu)解；否則跳轉(zhuǎn)至第四步。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法，其特征在于所述的第一步中潮流優(yōu)化的具體形式包括狀態(tài)估計(jì)、最優(yōu)潮流、無(wú)功優(yōu)化以及其他涉及電力系統(tǒng)潮流的基于導(dǎo)數(shù)矩陣的計(jì)算和優(yōu)化技術(shù)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法，其特征在于所述的第七步中數(shù)值優(yōu)化方法是指牛頓法、逐次二次規(guī)劃法、內(nèi)點(diǎn)法及其他基于雅可比矩陣和/或海森矩陣的優(yōu)化方法。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化方法。與已有的基于自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化方法相比，該算法充分利用目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)的雅可比矩陣和/或海森矩陣的大部分元素在迭代中保持不變的特點(diǎn)，加入了識(shí)別雅可比矩陣與海森矩陣中不變?cè)氐墓δ?，并在首次迭代前將其存?chǔ)在列表中；在數(shù)值優(yōu)化算法的每次迭代中，僅需要利用自動(dòng)微分技術(shù)計(jì)算雅可比矩陣和/或海森矩陣中的可變?cè)亍１景l(fā)明提出的基于部分自動(dòng)微分技術(shù)的潮流優(yōu)化算法可以在基本不降低計(jì)算效率的前提下，大大減輕軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)者的負(fù)擔(dān)，提高潮流優(yōu)化應(yīng)用程序的可維護(hù)性和靈活性，高效地支持用戶(hù)自定義模型，滿(mǎn)足了現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析、運(yùn)行和調(diào)度的需要。文檔編號(hào)G06Q50/00GK101409447SQ20081016221公開(kāi)日2009年4月15日申請(qǐng)日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者江全元,耿光超申請(qǐng)人:浙江大學(xué)