[发明专利]基于分支定界法以及原对偶内点法的日前无功优化方法

摘要

本发明公开了基于分支定界法以及原对偶内点法的日前无功优化方法，属于电力系统无功优化的技术领域。本发明考虑了各时段离散变量以及相邻时段调节档位和全天动作次数的约束，按时段对原问题进行分支并结合分支剪支策略，使得各离散变量逐步逼近离散值的同时也满足其时段间耦合约束；按时段进行分支后将原问题分解为一系列仅含连续变量的单时段无功优化子问题，再采用原对偶内点法进行求解，减小计算量。具有收敛性好，可靠性高和计算结果稳定等优点。

主权项

基于分支定界法以及原对偶内点法的日前无功优化方法，其特征在于，包括如下步骤：A.考虑离散控制设备相邻时段调节档位限制以及全天调节次数限制，建立数学模型：s.t.gt(xt)＝0   t＝1,...,NTi＝1,...,NB,t＝1,...,NT其中：NT为时段数，为时段t的有功网损，NB和NG分别为节点和无功源的个数，Vi,max和Vi,min分别为时段t节点i的电压及其上下限，Qg,i,max和Qg,i,min分别为时段t无功源i的无功出力及其上下限，NK和NC分别为变压器可调变比和并联电容电抗的个数，Qc,i,max和Qc,i,min分别为时段t电容电抗i的补偿值及其上下限，Ki,max和Ki,min分别为时段t变压器i的变比及其上下限，为时段t‑1变压器i的变比，为时段t‑1电容电抗i的补偿值，xt为时段t控制变量和状态变量构成的向量，为时段t无功源无功出力向量，Kt为时段t变压器变比向量，为时段t电容电抗补偿值向量，Vt为时段t节点电压向量，θt为时段t电压相角向量，gt(xt)为时段t的潮流平衡方程，Ki,step 为变压器i变比的调节步长，Sk,i,Δ和Sk,i,max分别为变压器i相邻时段最大调节档位和全天最大调节次数，Qc,i,step为电容电抗i补偿值的调节步长，SQc,i,Δ和SQc,i,max分别为电容电抗i相邻时段最大调节档位和全天最大调节次数，为异或符号，当时段间离散控制设备的值相异时取1，相同时取0；B.以当日离散控制变量的值作为次日起始数据进行只包含连续变量的日前无功优化，得到日前无功优化问题的一个整数可行解，将该整数可行解作为原问题上界；C.置当前时段T＝1，松弛第T时段的无功优化问题得到松弛子问题后采用原对偶内点法进行求解，并将松弛子问题加入待分支队列中；D.对待分支队列中的子问题依次分支，采用原对偶内点法求解各分支子问题，将各分支子问题加入待处理队列中：D‑1.依据优先分支电容电抗以及优先分支偏离大的离散控制变量原则，对当前时段离散控制变量进行分支排序；D‑2.采用变元二分法对未取得离散值的离散控制变量引入界约束：对于与父问题属于同一时段的松弛子问题，引入xi,min≤xi≤IiIi+xi,step≤xi≤xi,max作为分支变量xi的界约束，对于与父问题不属于同一时段的松弛子问题，引入作为分支变量xi的界约束，其中，xi,max和xi,min分别为分支变量xi在父问题中的上下界，Ii为最接近分支变量xi取值的一个离散值，为分支变量xi在上一时段的取值，xi,step为调节步长，Si,Δ为相邻时段最大调节档位；D‑3.将松弛子问题表示为仅含连续变量的单时段无功优化问题：min Plosss.t.g(x)＝0Vi,min≤Vi≤Vi,max i＝1,...,NBQg,i,min≤Qg,i≤Qg,i,max i＝1,...,NGK′i,min≤Ki≤K′i,max i＝1,...,NKQ′c,i,min≤Qc,i≤Q′c,i,max i＝1,...,Nc其中，Ploss为有功网损，g(x)为潮流平衡方程，Vi、Vi,min、Vi,max分别为节点i的电压及其上下限，Qg,i、Qg,i,min、Qg,i,max分别为无功源i的无功出力及其上下限，Ki、K′i,min、K′i,max分别为变压器i的变比及经分支处理后上下限，Qc,i、Q′c,i,min、Q′c,i,max分别为电容电抗i的补偿值及经分支处理后的上下界；E.根据子问题中分支变量取得离散值的情况对待处理队列中的各子问题进行处理：若子问题中分支变量已取得离散值，则记录该分支变量的动作次数并进一步判断在该子问题中是否当前时段离散控制变量均已取得离散值，若是，则令该子问题所属的时段T＝T+1；F.依据剪支准则对待处理队列中的各子问题进行剪支，用剪支后的待处理队列更新待分支队列；G.在待分支队列为空时从已得整数可行解中取出目标值最小的解作为最优解，否则，返回D。