[發(fā)明專利]一種基于全純函數(shù)嵌入的電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流評估方法

在審

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• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115034675A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)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(wǎng)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

本發(fā)明公開了一種基于全純函數(shù)嵌入的電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流評估方法，包括：輸入電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行數(shù)據(jù)；基于電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行數(shù)據(jù)，建立直流最優(yōu)潮流計算模型，并由最優(yōu)性條件建立KKT方程；用全純函數(shù)代表KKT方程中的未知變量，構建含有全純函數(shù)及復數(shù)變量的嵌入式KKT方程；基于原始經(jīng)濟調(diào)度問題選取待求變量初始值，計算全純函數(shù)中的未知系數(shù)；將各未知變量數(shù)值解代入直流最優(yōu)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(yōu)潮流問題的最優(yōu)解，否則將增加原全純函數(shù)的階數(shù)直至滿足收斂精度；解決了現(xiàn)有技術直流最優(yōu)潮流計算存在魯棒性差的問題和計算大規(guī)模算例的耗時過長等問題。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)潮流評估技術領域，尤其涉及一種基于全純函數(shù)嵌入的電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流評估方法。

背景技術

隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，傳統(tǒng)能源的大量消耗，能源供需之間的矛盾越來越尖銳。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的資源優(yōu)化配置，需要針對性地調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出功率、節(jié)點電壓等可調(diào)因素，尋找使系統(tǒng)的能量損耗更小、發(fā)電更經(jīng)濟的潮流分布，而這正是最優(yōu)潮流的核心研究內(nèi)容。最優(yōu)潮流是一個非凸的優(yōu)化問題，它的求解是一個NP-hard問題，不能保證在多項式時間內(nèi)求解，現(xiàn)有算法無法保證收斂到全局最優(yōu)解甚至無法保證收斂。為了保證計算的收斂性和高效性，在實際的電力工業(yè)中常采用簡化的直流最優(yōu)潮流模型進行求解。假設各節(jié)點電壓幅值保持在額定電壓、線路兩端的電壓相角基本不變并忽略線路的損耗，將電力網(wǎng)絡模型簡化為線性形式，得到線性化的功率計算函數(shù)。

直流最優(yōu)潮流的求解算法通常是傳統(tǒng)的數(shù)學規(guī)劃類算法和啟發(fā)式算法。基于迭代的數(shù)學規(guī)劃類算法對于計算的初始值比較敏感，初始值的選取不佳會直接增加計算過程的循環(huán)次數(shù)和計算耗時；算法出現(xiàn)不收斂的情況時，無法判斷不收斂的原因是問題無解還是算法本身能力有限。而啟發(fā)式算法大多含有特異性參數(shù)，針對不同的優(yōu)化問題需要調(diào)節(jié)相對應的參數(shù)，存在魯棒性差的問題；求解問題所需的計算時間會隨著問題規(guī)模增大而指數(shù)性增加，計算大規(guī)模算例的耗時過長。需要引入更準確、高效、魯棒的算法實現(xiàn)對電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流問題的求解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種基于全純函數(shù)嵌入的電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流評估方法，以解決現(xiàn)有技術直流最優(yōu)潮流計算采用啟發(fā)式算法大多含有特異性參數(shù)，針對不同的優(yōu)化問題需要調(diào)節(jié)相對應的參數(shù)，存在魯棒性差的問題；求解問題所需的計算時間會隨著問題規(guī)模增大而指數(shù)性增加，計算大規(guī)模算例的耗時過長。需要引入更準確、高效、魯棒的算法實現(xiàn)對電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流問題的求解等技術問題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種基于全純函數(shù)嵌入的電力系統(tǒng)直流最優(yōu)潮流評估方法，它包括：

步驟S1、輸入電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行數(shù)據(jù)；

步驟S2、基于電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行數(shù)據(jù)，建立直流最優(yōu)潮流計算模型，并由最優(yōu)性條件建立KKT方程；

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

步驟S4、基于原始經(jīng)濟調(diào)度問題選取待求變量初始值，計算全純函數(shù)中的未知系數(shù)；

步驟S5、將各未知變量數(shù)值解代入直流最優(yōu)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(yōu)潮流問題的最優(yōu)解，否則將增加原全純函數(shù)的階數(shù)，重復步驟S4到S5直至滿足收斂精度。

在步驟S1中，電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行數(shù)據(jù)包括：電力系統(tǒng)的拓撲結(jié)構和線路電納參數(shù)；電力系統(tǒng)中各發(fā)電機組的發(fā)電成本數(shù)據(jù)、各節(jié)點的負荷功率、各發(fā)電機組允許出力上下限和輸電線路允許傳輸?shù)墓β噬舷蕖?/p>

步驟S2包括以下步驟：

S201、根據(jù)電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行數(shù)據(jù)確定目標函數(shù)：