[发明专利]一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法

说明书

本发明公布了一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法，该计算方法通过建立冷启动线性化最优潮流计算模型，将原有的非线性化最优潮流计算模型通过解耦和代换转换为冷启动线性化计算模型，该模型在保证计算效率的同时可以求解全部潮流信息。算例仿真结果表明，本发明保留了直流最优潮流的高效性，具有更高的精度，适用性强。

技术领域

本发明涉及一种最优潮流计算方法，特别是一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法。

背景技术

随着电网负荷不断增长，电网运行特性日益复杂，电力系统的在线计算分析在电网运行与控制中具有越来越重要的意义。电力系统的最优潮流(Optimal Power Flow,OPF)计算采用交流模型。交流模型是典型的非线性模型，计算精度高，可以完整的反应系统的真实情况。但是由于交流模型的非线性特征，其计算规模与难度将随着电网规模的增加而不断变大，求解效率因此变低，甚至可能出现不收敛的情况，这将难以满足现代电力系统的在线计算分析要求。

直流模型是目前应用最广泛的线性化模型，它是在交流模型的基础上经过简化近似得到的，直流模型计算方法简单，数据量小，易获取，计算效率高且无收敛性问题，但是它忽略了系统的有功损耗以及支路无功功率的影响，无法计算得出节点电压幅值以及无功功率两个重要电气量，但是这两个量对于电力系统的稳定与控制具有重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明提出了一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法，解决直流最优潮流(Direct Current Optimal Power Flow，DCOPF)在电力系统分析与计算度领域精度较差、适用性差的情况。

技术方案：

最优潮流计算中最核心的就是建立最优潮流计算的数学模型，该数学模型可以将获得得电力参数代入计算，进行多次迭代，最终的出最优结果；OPF数学模型早已被应用到电力系统的规划和实际操作中。

OPF的数学模型通常可以描述为：

其中：f(x)为目标函数，h(x)为等式约束，g(x)为不等式约束，g_max、g_min分别为不等式约束的上下限；

目标函数主要为发电机费用最小或者系统网损最小，即：

或者

式中：P_Gi为第i台发电机发出的有功功率，P_Di为节点i的有功负荷，a_2i、a_1i、a_0i为第i台发电机的耗量特性曲线参数，n_g为发电机数，n_b为系统节点数。

等式约束主要为节点功率平衡约束，即

式中：Q_Gi为第i台发电机发出的无功功率，Q_Di为节点i的无功负荷,V_i、V_j分别为节点i、j的电压幅值，θ_i、θ_j分别为节点i、j的电压相角，G_ij、B_ij分别为节点导纳矩阵的第i行、第j列的实部与虚部；θ_ij为节点i、j电压相角差。

不等式约束为

式中：P_ij为线路ij传输的有功功率，·分别为变量的上、下限。