一種電網(wǎng)潮流可行解的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于加權(quán)最小絕對(duì)值的大電力系統(tǒng)潮流 可行解優(yōu)化恢復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)高電壓輸電線路的建設(shè)，各個(gè)大區(qū)電網(wǎng)之間的聯(lián)系日趨緊密，華"電 網(wǎng)已成為了世界上最大、最復(fù)雜的電力系統(tǒng)。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)規(guī)劃及運(yùn)行方式校核的 基礎(chǔ)，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)規(guī)劃或運(yùn)行方式改變后的潮流計(jì)算極易出現(xiàn)無(wú)可行解的 情況。
[0003] 與我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度管理體制相對(duì)應(yīng)的，各網(wǎng)省電網(wǎng)運(yùn)行方式編制時(shí)主要關(guān)注轄區(qū)內(nèi) 部電網(wǎng)的潮流平衡，而內(nèi)部電網(wǎng)的調(diào)整將對(duì)相鄰網(wǎng)省電網(wǎng)產(chǎn)生影響，從而產(chǎn)生較大的潮流 不平衡。如果單純由平衡機(jī)來(lái)承擔(dān)該種不平衡，當(dāng)相鄰電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，平衡機(jī)的變化將導(dǎo) 致電網(wǎng)潮流的劇烈變化，從而導(dǎo)致潮流計(jì)算不收斂。超大電網(wǎng)運(yùn)行方式的編制目前主要有 兩大困難：
[0004] 1)由于各網(wǎng)省運(yùn)行方式人員對(duì)轄區(qū)外部電網(wǎng)的情況并不了解，通常必須召集所有 網(wǎng)省人員協(xié)同進(jìn)行潮流修正，耗時(shí)耗力；
[000引。即使是對(duì)自己轄區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)作修改，通常也只能由經(jīng)驗(yàn)豐富、對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分 熟悉的專家手動(dòng)修改來(lái)試圖得到一個(gè)近似的潮流可行解。該種方式具有一定的盲目性，效 率也很低，并且對(duì)于操作者有非常高的理論與實(shí)踐要求。
[0006] 因此，潮流可行解恢復(fù)的自動(dòng)化是當(dāng)前電力系統(tǒng)非常迫切和實(shí)用的需求之一。
[0007] 早在上世紀(jì)90年代，國(guó)外就提出了基于歐氏距離最小的潮流恢復(fù)方法，即從不可 行初始解沿可行域邊界法線方向找到歐氏距離最近的可行解。隨著智能算法的興起，一些 學(xué)者也開始將各種智能算法應(yīng)用到潮流恢復(fù)的研究中。
[000引在實(shí)際工程中，由于電力系統(tǒng)規(guī)劃或新的運(yùn)行方式通常是由多地區(qū)運(yùn)行方式人員 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手工錄入的，導(dǎo)致潮流無(wú)解的原因通常是少數(shù)節(jié)點(diǎn)的出力、負(fù)荷值設(shè)定有誤或機(jī) 組開機(jī)方式有誤。此時(shí)，運(yùn)行方式人員通常希望得到一個(gè)最接近初始狀態(tài)的可行潮流，并且 找出潮流最不平衡的節(jié)點(diǎn)。因此，本文提出了一種非線性規(guī)劃模型，W節(jié)點(diǎn)注入功率偏差量 絕對(duì)值之和最小為目標(biāo)，在恢復(fù)潮流可行解的同時(shí)，給出導(dǎo)致潮流無(wú)解的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或區(qū)域。 當(dāng)原潮流有解時(shí)，該模型優(yōu)化結(jié)果就是原潮流的解；當(dāng)原潮流無(wú)解時(shí)，該模型自動(dòng)找到導(dǎo)致 潮流無(wú)解的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，修正后獲得一個(gè)與原潮流盡可能接近的可行解。潮流恢復(fù)可行解問(wèn) 題構(gòu)成的非線性規(guī)劃問(wèn)題事實(shí)上是一種特殊的0PF問(wèn)題。
[0009] 傳統(tǒng)的不可行潮流恢復(fù)模型一般使用最優(yōu)乘子法進(jìn)行優(yōu)化，但是基于最優(yōu)乘子法 的潮流恢復(fù)優(yōu)化存在W下=個(gè)缺點(diǎn)：
[0010] 1)最優(yōu)乘子法只是二次非線性方程組的迭代求解方法，是近似潮流求解算法而不 是優(yōu)化算法，因此難W處理聯(lián)絡(luò)線售受電計(jì)劃等約束，更無(wú)法處理潮流平衡計(jì)算時(shí)的各種 合理性不等式約束約束，如電壓上下限約束等。
[0011] 2)潮流無(wú)解時(shí)，最優(yōu)乘子法所給的結(jié)果為二次非線性方程組的最小二乘解，因此 往往會(huì)在大量的節(jié)點(diǎn)安排不平衡功率，并對(duì)大量電壓控制點(diǎn)的電壓設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，難W 給出潮流不收斂的主要原因，給潮流的合理性調(diào)整帶來(lái)困難。
[0012] 3)最優(yōu)乘子法給出的解通常位于可行域的邊界，因此，優(yōu)化后運(yùn)行方式的潮流計(jì) 算通常仍然是不收斂的，于運(yùn)行方式人員來(lái)說(shuō)缺乏實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種算法正確有效，收斂性好，計(jì)算速度 快的基于加權(quán)最小絕對(duì)值的大電力系統(tǒng)潮流可行解優(yōu)化恢復(fù)方法。
[0014] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案；該種方法，提出一種非線性規(guī)劃潮流恢 復(fù)實(shí)用模型，W節(jié)點(diǎn)注入功率偏差量絕對(duì)值之和最小為目標(biāo)，采用原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解，在恢 復(fù)潮流可行解的同時(shí)，給出導(dǎo)致潮流無(wú)解的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或區(qū)域。
[0015]發(fā)明有益的效果是；本發(fā)明提出了一種恢復(fù)電力系統(tǒng)基本潮流可行解的實(shí)用優(yōu)化 模型，并使用原-對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法進(jìn)行求解。該算法在恢復(fù)潮流可行解的同時(shí)，給出導(dǎo)致潮流無(wú) 解的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或區(qū)域，為電網(wǎng)運(yùn)行方式人員提供非常有意義的自動(dòng)化決策。針對(duì)IEEE標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試系統(tǒng)及實(shí)際超大電網(wǎng)的仿真結(jié)果顯示該算法正確有效，收斂性好，計(jì)算速度與規(guī)模已 完全達(dá)到工程實(shí)用水準(zhǔn)。該算法還可通過(guò)添加約束的方式，如各分區(qū)總受電約束、聯(lián)絡(luò)線潮 流約束等，構(gòu)建各種擴(kuò)展模型，滿足不同的電網(wǎng)分析、校核需求。
【具體實(shí)施方式】[001引實(shí)施例；
[0017] 因此，本文提出優(yōu)化模型如下：
[001 引Obj.min.f(x) (1)
[0019] S.T.h(x) = 0 (2)
[0020] g<g(x)<g (3)
[00川式（1)為目標(biāo)函數(shù)，有：
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電網(wǎng)潮流可行解的計(jì)算方法，其特征是：提出一種非線性規(guī)劃潮流恢復(fù)實(shí)用模 型，以節(jié)點(diǎn)注入功率偏差量絕對(duì)值之和最小為目標(biāo)，采用原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解，在恢復(fù)潮流可 行解的同時(shí)，給出導(dǎo)致潮流無(wú)解的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)潮流可行解的計(jì)算方法。電力系統(tǒng)基本潮流無(wú)可行解時(shí)，通常只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人工對(duì)可調(diào)的負(fù)荷出力進(jìn)行反復(fù)調(diào)試才能獲得一個(gè)較接近初始狀態(tài)的新可行解。為了在恢復(fù)潮流可行解的同時(shí)，找到原運(yùn)行方式中導(dǎo)致無(wú)解的癥結(jié)，本文以節(jié)點(diǎn)注入偏差量絕對(duì)值最少為目標(biāo)，提出了一種新的潮流恢復(fù)實(shí)用模型，采用原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解。對(duì)IEEE標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)及實(shí)際超大電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真表明該模型有效，優(yōu)化結(jié)果可以較好地辨識(shí)出導(dǎo)致原運(yùn)行方式無(wú)潮流可行解的節(jié)點(diǎn)出力和負(fù)荷，計(jì)算效率已達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平。
【IPC分類】G06F19-00, H02J3-00
【公開號(hào)】CN104767198
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142466
【發(fā)明人】壽挺, 朱鐵銘, 葉剛進(jìn), 許玲, 陳佳凌, 繆建峰, 張劍
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)供電公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司, 國(guó)網(wǎng)浙江臨安市供電公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日