求解最优潮流问题的内点半定规划法

基于内点半定规划(semi-definite programming,SDP),提出一种求解最优潮流(optimal power flow,OPF)的新方法--SDP-OPF法。该方法将非凸OPF问题等价转换为半定规划问题,然后应用原始-对偶内点法求解。根据OPF半定规划模型的特点,采用基于半定规划的稀疏技术,使存储效率和计算性能得以大幅度提高。以4节点的简单电力系统为例,展示模型等价转换的过程及如何获取原OPF问题的解。IEEE-300节点等6个标准系统的仿真计算表明：所提算法具有超线性收敛性,其计算结果与内点非线性规划的结果一致,且能保证解的全局最优性,可在多项式时间内完成,是一种应用前景广阔的方法。     

内点半定规划法求解含机组组合动态最优潮流

考虑电力系统运行的经济性和安全性,建立了含机组组合的动态最优潮流问题的半定规划模型,并采用基于半定规划的内点法直接求解.所提算法采用修正策略处理模型中的离散变量,计算时不需要进行模型分解,收敛性好,能在多项式时间内完成.为提高计算效率,采用了半定规划块状矩阵运算的稀疏技术.通过对IEEE-118节点等4个测试系统24时...     

求解最优潮流问题的混合线性锥规划法

单一线性锥规划方法求解最优潮流(optimal power flow,OPF)问题时,锥变量仅局限于某个单一锥集合,使得锥规划模型的构造缺乏灵活性,建模难度较大。为此,基于混合线性锥规划(mixed cone linear programming,MCLP)方法,提出了求解OPF问题的3种MCLP模型—MCLP-OPF。该模型采用不同的锥变量来构建原始OPF问题的锥松弛模型,锥变量可同时取自半正定锥、二阶锥和非负多面体锥。引入MCLP-OPF问题的可行域"厚度",并根据该"厚度"大小选择直接内点法或齐次自对偶(homogeneous self-dual,HSD)内点法求解。从C-703节点等6个测试系统的仿真结果可以看到,相较于半定规划法,MCLP-OPF提高了锥规划方法的建模效率、求解效率和存储效率,更适于求解大规模电力系统问题。     

小干扰稳定约束最优潮流的非线性半定规划方法

基于特征值优化理论,提出含小干扰稳定约束最优潮流的非线性半定规划模型和算法,以期解决由于系统状态矩阵谱横坐标函数的隐式和非李普希茨特性引起的建模难问题。在模型中,根据李雅谱诺夫定理,引入正定约束精确表达小干扰稳定。算法设计上,将模型中的正定约束转为非线性约束,使建立的非线性半定规划转换为非线性模型,利用现代内点法进行求解。WSCC-9节点及IEEE-14节点两个系统的计算验证了模型的有效性和算法的高度可靠性,为这一领域的发展提供了新的思路。     

基于混合整数半定规划的含分布式电源配电网无功优化

含分布式电源配电网的无功优化是一个复杂的非凸非线性混合整数规划问题。提出一种求解含分布式电源配电网无功优化问题的新方法。该方法首先将不含离散变量的无功优化原始数学模型转化并松弛为凸的半定规划模型,以保证解的全局最优性,且能在多项式时间内完成;然后,加入离散变量将该模型扩展为混合整数半定规划模型。采用奔德斯分解法将该模型分解为简单的混合整数线性规划主问题和仅含连续变量的半定规划子问题,通过主子问题的交替迭代求得最优解。最后,通过算例系统仿真验证了所提方法具有松弛精确、求解高效、寻优准确等优点。     

结合半正定规划和非线性规划模型的OPF混合优化算法研究

以内点法求解最优潮流(optimal power flow,OPF)的经典非线性规划模型已得到广泛应用,但无法保证解的全局最优性。而求解OPF的半正定规划模型,在一定条件下能获得全局最优解,但存在计算时间长和可能无法获得可行解的缺点。因此,文中提出一种结合非线性规划和半正定规划模型两者优势求解OPF问题的混合优化方法,以实现在更短的时间内获得全局最优解。首先,提出验证由内点法求解OPF非线性规划模型(nonlinear programming,NLP)所得解是否为全局最优的充分条件。若非全局最优,则基于OPF的半正定规划模型给出由该局部最优解出发的下降方向,并通过步长控制得到新的初值,交由内点法重新求解OPF的非线性规划模型。算例测试结果表明,该算法在避免求解完整半正定模型需耗费大量时间的同时,能够有效跳出非线性规划模型的局部最优解,收敛到全局最优解或更优的解。     

电力系统源网间协同的经济调度模型及矩量半定规划法

源(发电与负荷)网间关系的处理是电力系统运行与控制的核心问题,新形势下源网间呈现日趋交织纠结的矛盾。提出一种源网间协同的经济调度模型,该模型在经济调度原有条件的基础上,将电网设备状态纳入决策量,以互补形式表达电网设备的运行约束。将非凸多项式优化问题映射到矩量空间,以矩量半定规划凸松弛方法转换为标准的半定规划模型,并采用半定规划优化器SDPA求解模型。算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于内点半定规划的机组组合问题

提出一种基于内点半定规划(semidefinite program- ming, SDP)直接求解机组组合(unit commitment, UC)问题的新方法。通过引入辅助变量,该方法将原整数变量约束转化为凸二次约束,进而将UC问题转化为半定规划问题,并用现代内点法进行求解。针对计算结果中整数变量存在微小偏差的问题,采用启发式技术进行修正。100机24时段等6个系统的仿真结果表明,所提方法能有效处理机组爬坡约束,具有较快的计算时间,适合于求解大规模的UC问题,是一种有应用前景的方法。     

一种求解机组组合问题的内点半定规划方法

提出一种基于内点半定规划(semidefinite programming,SDP)直接求解机组组合(unit commitment,UC)问题的新方法.通过引入辅助变量,该方法将原整数变量约束转化为凸二次约束,进而将UC问题转化为半定规划问题,并用现代内点法进行求解.针对计算结果中整数变量存在微小偏差的问题,采用启发式技术进行修正.100机24时段等6个系统的仿真结果表明,所提方法能有效处理机组爬坡约束,具有较快的计算时间,适合于求解大规模的UC问题,是一种有应用前景的方法.     

半定规划优潮流的并行计算方法

优潮流的半定规划松弛方法可提高优解的质量,但存在计算时间长的问题。为此,提出了半定规划优潮流的并行计算方法。该方法对半定规划原始-对偶内点法中的Schur方程采用并行方式进行计算,方面,将系数矩阵各行的计算量分配到不同的处理器上完成,以加速方程的形成;另方面,对系数矩阵进行并行Cholesky分解,从而加速方程的求解。IEEE-118节点和IEEE-300节点2个系统的计算结果表明:所提并行算法的加速效果明显,并保持了内点法的良好收敛性,为半定规划优潮流的工程应用提供了可借鉴的经验。