[发明专利]一种基于逐次逼近的大电网多时段最优潮流计算方法

摘要

本发明涉及一种基于逐次逼近的大电网多时段最优潮流计算方法，引入节点功率与线路功率关系式，将多时段最优潮流计算问题所涉及的高度非线性规划模型简化为二次约束二次规划模型，通过新模型与系统潮流计算之间的反复迭代，逐次逼近原模型的最优解，实现对电网最优潮流计算的高效求解。本发明所提供的方法，通过将多时段最优潮流计算问题所涉及的高度非线性规划模型简化，实现了对电网最优潮流计算的高效求解，大大提升了电网最优潮流计算分析的效率。

主权项

1.一种基于逐次逼近的大电网多时段最优潮流计算方法，其特征在于引入节点功率与线路功率关系式，将多时段最优潮流计算问题所涉及的高度非线性规划模型简化为二次约束二次规划模型，通过新模型与系统潮流计算之间的反复迭代，逐次逼近原模型的最优解，实现对电网最优潮流计算的高效求解，所述方法具体包括如下实施步骤：(1)设定电压初值；(2)将电压给定值带入简化优化模型，优化求解；(3)根据简化优化模型优化所得的节点潮流结果，进行全网潮流计算；(4)判断结果是否收敛；上述步骤(1)设定电压初值设定电压迭代初值，将电压初始值设定为其节点的额定电压，上述步骤(2)将电压给定值带入简化优化模型，优化求解的方法如下：大电网多时段最优潮流优化模型中将购电成本作为决策目标，所涉及的约束主要包括两大类，系统运行约束，包括功率平衡约束、线路潮流约束和节点电压约束；机组出力特性约束，主要包括机组有功及无功出力上下限约束、机组爬坡速率约束，大电网多时段最优潮流优化模型如下式：式(1)中，V、θ分别为节点电压幅值和相角向量，F₁、F₂分别为基于交流潮流得到的线路有功、无功潮流计算式，由电力系统分析基础理论不难得到F₁、F₂均为复杂的正弦、余弦表达式；由于正余弦表达式存在，上述大电网多时段最优潮流优化模型实际上为一个高度非线性的优化问题，同时非线性项仅存在于节点电力电量平衡的两个约束；引入线路有功、无功损耗后，上述节点电力电量平衡约束项等价于：用式(2)中三个不等式等效替代式(1)中约束项中前两项关于节点电力电量平衡的约束项，得：其中变量规定如下：第g个发电机组在时段i所发出的有功、无功功率；第g个发电机组在时段i所发出的有功、无功功率的价格系数；第g个发电机组有功出力的上下限；第g个发电机组有功爬坡速率的上下限；节点m在时段i所消耗的有功、无功功率预测值；线路l在时段i所消耗的有功、无功损耗；线路l在时段i所传输的有功、无功潮流及该线路的额定容量；节点m在时段i的电压及该节点电压的上下限；r_l^L、线路l的电阻和电抗；决策变量为取设定值，因此式(3)所示的优化问题为二次约束凸规划问题，非线性程度下降，可通过成熟优化软件包直接求解，得到机组有功、无功出力优化结果。