[发明专利]一种基于MISOCP的含IPFC电力系统潮流优化方法

说明书

本发明公开一种基于MISOCP的含IPFC电力系统潮流优化方法，包括如下步骤：S1：对IPFC传统注入模型进行数学变形与变量代换，构建IPFC模型；S2：IPFC等式约束凸化处理；S3：IPFC不等式约束凸化处理；S4：将凸化后的IPFC约束加入到线性化潮流优化模型中；S5：MATLAB/GUROBI优化计算；S6：根据优化结果，反推得变流器输出电压幅值、相角。本发明提出的基于MISOCP的含IPFC电力系统潮流优化方法，利用数学变形、近似处理、二进制展开技术，实现了对IPFC模型的凸化处理，将高度非凸非线性的优化问题转化为MISOCP模型，该模型求解速度快，且所求解具有全局最优性。能够准确、高效、快速地完成电力系统潮流优化的计算，具有较大实用价值，可为综合型FACTS的在线优化调控提供理论和技术支撑。

技术领域

本发明属于电力系统运行控制和优化调度领域，具体涉及一种基于MISOCP的含IPFC电力系统潮流优化方法。

背景技术

随着现在科技的不断发展，电力系统规划、控制领域，潮流优化(optimal powerflow OPF)问题频繁受到关注。所谓OPF，即指在满足系统正常运行约束的前提条件下，采用可控措施调节系统相应参数，使系统达到最佳的运行状态。由于能够将系统的经济、安全层面融合到一个数学模型中，这类问题可以应用于电力系统安全运行、经济调度、电网规划等方面。线间潮流控制器(interline power flow controller,IPFC)是功能最为强大的综合型FACTS(flexible AC transmission system,FACTS)设备之一。与UPFC不同的是，IPFC串联于多条线路，可以实现同时对多回临近输电通道潮流的准确、灵活控制。因此，IPFC可以在稳态层面较大程度地改善原有系统的潮流分布，提升电力系统运行的经济性与安全性。也因其潮流控制的特性，IPFC对于解决负荷密集型电网的输电瓶颈问题有着非常广阔的应用前景。含综合型FACTS的OPF问题受到国外学者的广泛关注。从处理非凸性约束的角度进行归类，这类问题的求解方法可以划分为如下两种类型：

1)I类：这类方法保留约束的非凸性，将原问题分解为两部分，内部采用经典潮流算法进行潮流计算，而变量优化在外部的迭代过程中进行实现；

2)II类：这类方法将约束进行处理，从而转化为全局优化问题，计算过程中涉及的变量被同时进行优化。

第I类方法的缺点在于面临初值难以选取，收敛性受初值的影响较大，难以被快速、准确地进行求解。并且存在限于局部最优的隐患，导致最终结果并不是真正意义上的最优解；第II类方法本质上为数学规划最优解问题，具有求解速度快、结果可行性高的特点，能够满足现代电力系统对于速度、精度的双重要求。

第II类方法在应用于含IPFC的OPF问题时，最大的困难在于对IPFC的约束处理。在电力系统稳态运行时，IPFC对系统的作用可以看作串联在线路中的等效电压源，电压源向线路注入电压的相角可在0-2π之间连续调节。这种灵活的控制特性导致目前的处理手段如泰勒级数展开、函数变换无法适用，会带来较大的误差或直接导致优化问题不收敛。

有些学者提出了FACTS功率注入模型，该模型的核心思想是将等效电压源对电力系统的影响作用折算成节点功率注入，从而不用修改系统的雅克比矩阵就可以进行迭代，潮流计算比较方便。但这种模型的不等式约束(如容量约束)仍然以等效电压源的幅值相角等作为变量，同样存在很强的非凸性，无论是I类方法还是II类方法求解，都存在局部最优解的隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于MISOCP的含IPFC电力系统潮流优化方法，能够准确、高效、快速地完成电力系统潮流优化的计算，具有较大实用价值，可为综合型FACTS的在线优化调控提供理论和技术支撑。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于MISOCP的含IPFC电力系统潮流优化方法，包括以下步骤：