[发明专利]一种基于黎曼积分的最优潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种基于黎曼积分的最优潮流计算方法，用以解决负荷连续变化时的最优调度问题。该方法应用黎曼积分的思想，对最优潮流进行拓展，考虑变量在时间上的连续性，建立基于黎曼积分的最优潮流模型。根据黎曼积分定义，通过对时间区间的分割、作和、求极限，将该积分问题转化为极限求和问题，使得该问题可解。本发明能够解得一段连续时间内满足所有约束的最优调度方案，从而为调度人员的正确决策提供有效支持，具有一定的工程实用价值。

技术领域

本发明属于电力系统调度领域，特别涉及了一种基于黎曼积分的最优潮流计算方法。

背景技术

最优潮流是电力系统规划和运行的重要工具，其通过调整系统中的控制变量，使得潮流状态满足实际电力系统中各种安全类的等式、不等式约束，同时使得某一经济指标达到最优(如发电费用、网络损耗等)。最优潮流是电力系统稳态分析的高级应用功能，是目前实现兼顾电力系统安全性和经济性的最主要途径。国内外众多专家、学者对最优潮流进行了深入的研究。随着相关模型和算法研究工作的不断深入，最优潮流的运行性能得到不断完善，适用场景得到不断扩展，其在现代电力系统优化运行和控制领域的重要性愈加突出。

电力系统最优潮流的研究主要包括传统的静态最优潮流和动态最优潮流。电力系统传统的静态最优潮流只考虑一个时间断面，所有变量为静态变量，其忽略了实际电力系统中不同断面之间变量的调整变化以及各变量在时段间的耦合、约束作用，静态最优潮流具有一定的应用局限性。而动态最优潮流人为的将时间分为几个时段，并假设变量在较长的时间段内(如：一个小时)保持不变，这与实际情况不符，且忽略了变量在时间上的连续性。在实际电力系统中，负荷、可再生能源出力等在各种因素的综合影响下时刻变化着，而电力系统安全稳定控制的最基本原则是满足电网功率平衡，因此电网的调度运行实际上是一个动态平衡过程。智能电网的发展给精细化的数据获取和发电机控制提供了重要支撑，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，电力系统预测和控制的时间尺度将不断缩小。因此，未来的预测和控制将是连续的过程，研究一种能够求解一段连续时间内的最优潮流计算方法具有重要意义。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种基于黎曼积分的最优潮流计算方法，求解一段连续时间内保证系统处于安全范围内的最优调度方案。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于黎曼积分的最优潮流计算方法，包括以下步骤：

(1)根据变量在时间上的连续性，建立基于黎曼积分的最优潮流模型；

(2)对时间区间进行分割、作和、求极限，将积分模型转化为极限求和模型；

(3)计算极限求和模型，得到最优潮流调度方案。

进一步地，在步骤(1)中，建立的最优潮流模型包括积分型目标函数、等式约束和不等式约束；所述等式约束主要为节点潮流平衡约束；所述不等式约束包括静态不等式约束和连续不等式约束；所述静态不等式约束主要包括有功、无功电源出力约束，节点电压幅值、相角约束以及线路传输功率约束；所述连续不等式约束考虑发电机在时间上的耦合，即发电机在连续时间内的调整不得超过其爬坡率。

进一步地，步骤(1)的具体步骤如下：

(101)建立基于黎曼积分的最优潮流模型的目标函数：

以发电费用最小作为目标函数，即常规发电机费用最小，考虑静态最优潮流中各变量在时间上的连续性，设优化时间区间为[T_a,T_b]，将目标函数表示为如下积分形式：