[发明专利]一种改进的网损等值负荷直流最优潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种改进的网损等值负荷直流最优潮流计算方法，包括以下步骤：(1)在最优潮流直流模型的线路两端引入等效线损对地电阻，形成网损等值负荷模型，并推导对地电阻的电阻值；(2)从交流最优潮流模型出发，推导线路的有功损耗公式；(3)对有功损耗公式中的三角函数项进行多项式拟合，并利用系统特性消去公式中的电压幅值项；(4)将线路的有功损耗等效分配给线路两端的等效对地电阻，形成改进的网损等值负荷直流最优潮流模型。在测试中验证本发明模型的精确性和高效性，本发明提供的方法有效提高了网损等值负荷模型的计算精度，也保证了模型的计算效率，提高了网损等值负荷模型的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种电力系统线性化最优潮流计算方法，尤其涉及一种改进的网损等值负荷直流最优潮流计算方法。

背景技术

最优潮流计算(optimal power flow，OPF)于20世纪60年代由法国学者Carpentier首次提出，是保证电力系统安全经济运行的重要手段。交流最优潮流模型(alternating current optimal power flow，ACOPF)具有很强的非线性特征，且其变量间的耦合十分紧密，这导致该模型的计算效率较低，无法满足大规模系统的在线实时计算需求。因此，寻找合适的线性化最优潮流计算模型显得尤为重要。

直流最优潮流(direct current optimal power flow，DCOPF)是目前求解速度最快的线性化最优潮流计算模型。但由于该模型忽略了网损因素的影响，无法有效表征系统的潮流特性，使得系统发电量与负荷的差额全部有平衡节点承担，这将导致系统的功率分布不合理，从而导致模型的计算误差较大，无法投入实际应用。

研究考虑网损的直流模型有利于在保证模型求解效率的同时提高计算精度。目前较为完善的直流模型为网损等值负荷直流模型，该模型通过引入等效电阻的方式模拟网损对系统的影响。但现存模型多用系统有功功率和视在功率的关系近似描述线路损耗，该方法在等效过程中涉及到线路视在功率幅值与有功功率幅值比例因子的计算。由于该参数在迭代过程中是一个不断变化的量，现存模型常将其设为定值，存在一定不足，因此会影响网损等值负荷模型的计算精度。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种改进的网损等值负荷直流最优潮流计算方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种改进的网损等值负荷直流最优潮流计算方法，包括步骤：

(1)在直流最优潮流模型的线路两端引入等效对地电阻，形成网损等值负荷模型，并推导对地电阻的电阻值；

(2)从交流最优潮流模型出发，推导线路的有功损耗公式；

(3)对有功损耗公式中的三角函数项进行多项式拟合，并利用系统特性消去公式中的电压幅值项；

(4)将线路的有功损耗等效分配给线路两端的等效对地电阻，形成改进的网损等值负荷直流最优潮流模型。

所述步骤(1)中，直流最优潮流模型中等效对地电阻的有功损耗为：

式中，P_equ,i、P_equ,j为节点i、j上等效对地电阻的有功损耗，U_i、U_j为节点i、j的电压幅值，r_equ,ij为支路两端的等效对地电阻；P_loss,ij为支路有功损耗；

取U_i＝U_j＝1，得：

r_equ,ij＝2/P_loss,ij (2)。

所述步骤(2)中，交流最优潮流模型中有功功率表达式为：