[發(fā)明專利]一種面向交直流系統(tǒng)機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的隨機(jī)優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011574409.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112651128B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚益;廖長(zhǎng)風(fēng);李勇;曹一家
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 胡君

本發(fā)明公開(kāi)一種面向交直流系統(tǒng)機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的隨機(jī)優(yōu)化方法，步驟包括：S1.構(gòu)建優(yōu)化模型；S2.將優(yōu)化模型中所有支路開(kāi)關(guān)的狀態(tài)設(shè)置為閉合狀態(tài)；S3.將步驟S2處理后得到的優(yōu)化模型分解為多個(gè)子模型，每個(gè)子模型只含一個(gè)N?1故障或不含任何故障；S4.對(duì)各個(gè)子模型分別進(jìn)行求解，得到第一階段優(yōu)化模型的求解結(jié)果；S5.根據(jù)各子優(yōu)化模型的求解結(jié)果獲取有效開(kāi)關(guān)集合；S6.在步驟S1所構(gòu)建的優(yōu)化模型中將有效開(kāi)關(guān)以外的其余開(kāi)關(guān)的狀態(tài)設(shè)置為閉合狀態(tài)，得到第二階段優(yōu)化模型；S7.求解第二階段優(yōu)化模型，得出最終的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和機(jī)組出力聯(lián)合優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明能夠同時(shí)高效優(yōu)化交直流系統(tǒng)機(jī)組出力及拓?fù)洌哂杏?jì)算效率高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交直流混聯(lián)電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種面向交直流系統(tǒng)機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的隨機(jī)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著電壓源型換流站(VSC)技術(shù)的進(jìn)步和快速發(fā)展，多端柔性直流輸電系統(tǒng)在含海上風(fēng)電的電力系統(tǒng)領(lǐng)域受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注與應(yīng)用(Gang Shi,Guoxiang Wu,XuCai,Zhe Chen.Coordinated control of multi-terminal VSC-HVDC transmission forlarge offshore wind farms.Proceedings of The 7th International PowerElectronics and Motion Control Conference,2012)。綜合考慮VSC快速控制和電網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化的運(yùn)行調(diào)度可以有效提升交直流系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及故障后的校正控制能力。然而拓?fù)鋬?yōu)化會(huì)給交直流系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)，如拓?fù)鋬?yōu)化中交流支路開(kāi)關(guān)狀態(tài)這一決策變量為二進(jìn)制變量，且當(dāng)考慮多場(chǎng)景和N-1故障約束之后，考慮VSC快速控制和電網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化的運(yùn)行調(diào)度將成為一個(gè)大規(guī)模混合整數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。針對(duì)混合整數(shù)優(yōu)化模型，目前通常是采用諸如分支定界法、割平面法等數(shù)學(xué)優(yōu)化算法進(jìn)行直接求解，但是這類求解算法的計(jì)算時(shí)間會(huì)隨著問(wèn)題規(guī)模的增大呈指數(shù)增長(zhǎng)(V.Nwana,K.Darby-Dowman,G.Mitra.Atwo-stage parallel branch and bound algorithm for mixed integer programs.IMAJournal of Management Mathematics,2004)。因此采用傳統(tǒng)方法直接求解交直流系統(tǒng)機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聯(lián)合隨機(jī)優(yōu)化問(wèn)題會(huì)存在求解難度大、求解時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種求解效率高的面向交直流系統(tǒng)機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的隨機(jī)優(yōu)化方法，克服傳統(tǒng)算法求解機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題存在的求解時(shí)間長(zhǎng)、求解難度大等問(wèn)題。以下所述換流站均指連接交流子系統(tǒng)和直流子系統(tǒng)的換流站。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種面向交直流系統(tǒng)機(jī)組出力與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的隨機(jī)優(yōu)化方法，步驟包括：

S1.構(gòu)建優(yōu)化模型，以含電壓源型換流站的交直流電力系統(tǒng)正常狀態(tài)下的總發(fā)電成本為目標(biāo)函數(shù)，約束條件包括與交流子系統(tǒng)線性潮流模型、考慮V²-P下垂控制的直流子系統(tǒng)線性潮流模型、電壓源型換流站傳輸功率相關(guān)的約束，以及與交直流支路傳輸容量、電壓源型換流站傳輸容量、火電機(jī)組有功出力范圍及火電機(jī)組調(diào)節(jié)能力相關(guān)的約束，所述換流站均為連接交流子系統(tǒng)和直流子系統(tǒng)的換流站；

S2.將優(yōu)化模型中所有支路開(kāi)關(guān)的狀態(tài)設(shè)置為閉合狀態(tài)，所述支路開(kāi)關(guān)為待優(yōu)化的交流支路開(kāi)關(guān)；

S3.將經(jīng)過(guò)步驟S2處理后得到的優(yōu)化模型分解為多個(gè)子模型，每個(gè)所述子模型只含一個(gè)N-1故障或不含任何故障，由含有各所述子模型的集合構(gòu)成第一階段模型；

S4.對(duì)步驟S3產(chǎn)生的各個(gè)子模型分別進(jìn)行求解，得到所述第一階段模型的求解結(jié)果；

S5.根據(jù)步驟S4得到的各所述子模型的所述求解結(jié)果獲取有效開(kāi)關(guān)集合；