[發明專利]一種基于全純函數嵌入的電力系統直流最優潮流評估方法

在審

• 申請號: 202210783528.5
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115034675A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 覃海;馬建偉;姬源;章熙;萬會江;劉曉放
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/12;G06F17/15;H02J3/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種基于全純函數嵌入的電力系統直流最優潮流評估方法，其特征在于：它包括：

步驟S1、輸入電力系統的參數和運行數據；

步驟S2、基于電力系統的參數和運行數據，建立直流最優潮流計算模型，并由最優性條件建立KKT方程；

步驟S3、用全純函數代表KKT方程中的未知變量，構建含有全純函數及復數變量的嵌入式KKT方程；

步驟S4、基于原始經濟調度問題選取待求變量初始值，計算全純函數中的未知系數；

步驟S5、將各未知變量數值解代入直流最優潮流問題的KKT方程，檢查是否滿足計算的精度要求，若滿足則輸出最優潮流問題的最優解，否則將增加原全純函數的階數，重復步驟S4到S5直至滿足收斂精度。

2.根據權利要求1所述的一種基于全純函數嵌入的電力系統直流最優潮流評估方法，其特征在于：在步驟S1中，電力系統的參數和運行數據包括：電力系統的拓撲結構和線路電納參數；電力系統中各發電機組的發電成本數據、各節點的負荷功率、各發電機組允許出力上下限和輸電線路允許傳輸的功率上限。

3.根據權利要求1所述的一種基于全純函數嵌入的電力系統直流最優潮流評估方法，其特征在于：步驟S2包括以下步驟：

S201、根據電力系統的參數和運行數據確定目標函數：

直流最優潮流問題的決策向量x由N_b*1維的電壓相角Θ，N_g*1維發電機組有功功率P_G組成，

直流最優潮流問題需要優化的目標函數F(x)由每個發電機的有功功率的單個多項式或非線性成本函數f_i之和：

S202、根據電力系統的參數和運行數據確定約束集：

直流最優潮流問題的等式約束集是由節點功率平衡方程組成，其中非線性的節點功率計算方程采用直流潮流模型進行簡化，近似線性化為：

B_busΘ+P_D-C_GP_G＝0 (3)

其中，B_bus為節點導納矩陣；N_b*1維向量P_D為電力系統的有功負荷；C_G為發電機組的關聯矩陣，當發電機組i連接在節點j時，矩陣的元素(i,j)取值為1，否則取值為0；

不等式約束集根據電網數據中的節點功率約束數據、線路約束數據和線路結構數據確定，包括發電機組的出力限制以及輸電線路傳輸功率限制，不等式約束集的表達式如下：

-F_max≤B_FΘ≤F_max (5)

其中，和分別為發電機組允許發出的有功功率最小值、最大值；B_F是支路導納矩陣；F_max為輸電線路允許傳輸的功率上限；

S203、根據目標函數和約束集建立直流最優潮流計算模型；

將直流最優潮流問題描述為以下形式：

通過引入非負的松弛變量z，將不等式約束全部轉化為等式約束，優化問題等價轉化為：

其中，λ、μ分別為等式約束和不等式約束對應的拉格朗日乘子，列向量

S204、基于直流最優潮流計算模型的最優性條件建立KKT方程，

具體地，優化問題(7)的拉格朗日函數為：

L＝F+λ^Th+(μ²)^T(g+z²) (8)

其中，h＝0表示直流最優潮流問題的等式約束；g+z²＝0表示直流最優潮流問題的不等式約束；為保證不等式乘子的非負性，其被寫成平方項μ²；根據最優性條件，由拉格朗日函數對決策變量Θ、P_G，對偶變量λ、μ以及松弛變量z的導數等于0，得到直流最優潮流問題的KKT方程：

其中，為目標函數對變量P_G的偏導數；為兩個向量的點乘；KKT方程的待求變量X由決策變量Θ、P_G，對偶變量λ、μ以及松弛變量z組成：