[發明專利]一種基于改進benders分解法的供電能力評估方法

有效

• 申請號: 201810694132.7
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108899896B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 譚慧娟;荊朝霞;陳達鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裴磊磊

本發明公開了一種基于改進benders分解法的供電能力評估方法，在建立考慮N?1靜態安全約束的供電能力模型基礎上，應用benders分解法進行求解，并對核心事故篩選方法、反饋集選擇方法和割集反饋方法進行改進。包括：在核心事故篩選中，根據松弛矩陣對非核心事故集中的子問題進行越限比較，選出使每一個優化變量越限超過閾值的事故進入核心事故集；在反饋集篩選中，將核心子問題越限程度超過閾值的核心子問題組成反饋集；在割集反饋中，應用多種反饋方法和變速處理技術形成反饋集。應用所提出的改進benders分解法，能有效解決大規模電網高維度、非凸非線性多約束優化問題的求解難題，在保證滿足N?1安全約束要求的前提下提高計算效率，減少計算時間，優化計算結果。

技術領域

本發明涉及電網仿真評估領域，特別涉及一種基于改進benders分解法的供電能力評估方法。

背景技術

目前我國很多城市高壓電網為淺層、多環網結構，隨著負荷增長迅速，在電力安全可靠性要求下，了解當前城市電網的供電能力水平，是電網調度運行和規劃建設的重要分析依據。如何快速求解這一類復雜城市電網的供電能力，成為業界高度關注的問題。

有關供電能力評估方法的研究，文獻《默哈莫德·夏班，劉皓明，李衛星，等.靜態安全約束下基于Benders分解算法的可用傳輸容量計算[J].中國電機工程學報.2003(08):8-12》中提出了基于benders分解法求解可用傳輸容量的計算方法，其中benders分解法與一般求解方法相比，在大規模系統中具有時間和結果兩方面的計算優勢，但是上述文獻采用的并行策略迭代效率低；文獻《荊朝霞，王宏益，吳青華.220kV電網供電能力計算的改進Benders分解法[J].中國電機工程學報.2017(17):4893-4900》在上述文獻的基礎上，對benders分解法進行改進，提出核心事故集篩選策略和“逐個添加，均值反饋”的偽串行策略，提高計算效率，減少計算時間，優化計算結果，但是“逐個添加”的策略在實際系統計算中，反饋容易受個別子問題影響，偏離合理的反饋方向，且已經滿足安全校核要求的子問題在反饋方案中缺少退出機制，會弱化反饋效果。

現有技術中至少存在以下缺點和不足：在應用benders分解法計算電網供電能力時，無論是并行法還是偽串行法，均沒有考慮實際電力系統求解規模大，收斂過慢會增加計算時間，收斂過早可能陷入局部最優解的問題，且沒有根據當前解與最優解之間的差距調整反饋速度。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，在考慮N-1靜態安全約束的供電能力模型基礎上，提出了一種改進benders分解法，使模型的求解效率得到極大提高。

本發明的目的可以通過如下技術方案實現：

一種基于改進benders分解法的供電能力評估方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1)，建立考慮N-1靜態安全約束的供電能力模型，該模型以供電能力最大為優化目標，約束條件包括正常運行方式和N-1運行方式下的負荷、發電機容量、線路熱穩極限、節點電壓以及發電機爬坡約束，并將該模型簡化為向量形式；

步驟2)，輸入電網數據，初始化變量數據，將松弛矩陣、核心事故集和主問題的割集約束置零，一個電網元件N-1事故視為一個子問題；

步驟3)，在小循環中，基于benders分解法，將上述模型分解為一個正常運行方式下的主問題和若干個N-1運行方式下的子問題；求解主問題，將所得結果在核心事故集的子問題中進行安全校核：如果存在子問題未通過校核，則轉入步驟4)，如果全部通過校核，則轉入步驟5)，初次計算中核心事故集為空，直接轉入步驟5)；

步驟4)，構建子問題反饋模塊：比較核心事故集對應的松弛矩陣，將核心事故集越限程度超過閾值的核心子問題組成反饋集B，轉入步驟5)；

步驟5)，將反饋集中的子問題通過平均的方式得到割集約束，并通過變速因子進行變速處理，形成主問題割集約束，轉入步驟3)；