基于信赖域内点法的最优潮流算法

在电力市场环境下 ,诸多问题 (例如实时电价、网络阻塞管理和可用传输能力的计算等 )都需要最优潮流 ( OPF)作为理想的工具。文中基于信赖域的思想提出了求解 OPF的新算法。该算法连续求解线性规划 ( LP)子问题 ,通过信赖域决定线性化步长的选取 ,由多步中心校正原—对偶内点法求解信赖域 LP子问题 ,并采用了一个物理策略以改善 OPF算法的稳定性。对国外一个 662节点实际电力系统进行了数值计算 ,结果表明该算法是快速、鲁棒的 ,具有实用意义     

基于依赖域内点法的最优潮流算法

在电力市场环境下，诸多问题（例如实时电价，网络阻塞管理和可用传输能力和计算等）都需要最优潮流（OPF）作为理想的工具。文呀在于依赖域的思想提出了求解OPF的新算法。该算法连续求解线性规划（LP）子问题，通过依赖域决定线性化步长的选取，由多步中心校正原－对偶内点法求解依赖域LP子问题，并采用一个物理策略以改善OPF算法的稳定性。对国外一个662苍点实际电力系统进行了数值计算，结果表明该算法是快速，鲁棒的，具有实用意义。     

含广义统一潮流控制器(GUPFC)的最优潮流模型和算法研究

广义统一潮流控制器(GUPFC)作为比统一潮流控制器(UPFC)控制能力更强大的FACTS装置，其对最优潮流(Optimal Power Flow)的影响需要深入地研究。根据GUPFC的控制原理，基于功率注入法建立了含GUPFC的OPF数学模型，并采用基于信赖域内点法的最优潮流算法予以求解。该算法采用多步中心校正原一对偶内点法连续求解线性规划子问题，通过信赖域决定线性化步长的选取。对IEEE30和118节点系统作了数值计算，结果表明，GUPFC不仅可控制节点电压而且可控制多条线路潮流，显示出强大的控制能力，同时也说明了含GUPFC的OPF数学模型和算法的可行性和有效性。     

改进的信赖域内点算法在OPF中的应用

最优潮流的研究涌现出许多优秀方法。基于内点法的逐线性规划方法因其不需要形成海森阵及收敛精度处理灵活等优点,在电力系统中获得广泛应用。信赖域内点法可以很好地解决逐线性规划方法中的步长调整问题。文中基于现代内点理论提出一种改进的信赖域内点算法。新算法提出以下改进措施:①由常规潮流获得初始点,改善信赖域子问题可行性;②迭代中无须与潮流计算配合,增加算法通用性;③引入变量到信赖域子问题模型中确保计算的连续性;④改进信赖域子问题模型,提高计算精度;⑤调整收敛判据,加快计算速度;⑥由现代内点法求解信赖域子问题,并构造简约修正方程,减小计算量。用改进算法求解两类OPF问题。在IEEE14-300节点测试系统进行数值计算,表明所提出算法的正确性和有效性。     

一种改进的最优潮流算法研究

提出一种改进的信赖域内点算法.新方法无须与潮流计算配合增加算法通用性,并由常规潮流获得初始点改善信赖域子问题可行性;此外,改进信赖域子问题模型提高计算精度,调整收敛判据加快计算速度;由现代内点法求解信赖域子问题,并构造简约修正方程减小计算量.用改进的方法求解电力系统中以发电费用最小为目标的最优潮流问题.通过对IEEE14-300测试系统的数值仿真实验,证明所提出的算法是正确和有效的.     

电力系统无功优化线性规划问题中线性步长的动态调整策略

提出了一种电力系统无功优化线性规划问题中线性步长的动态调整策略。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数矩阵,并引入信赖域思想,建立了基于信赖域的无功优化新模型,采用原?对偶内点法直接求解。IEEE14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效解决无功优化线性步长的选择问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,可用于电力系统无功优化的实用化计算。     

基于最优中心参数的多中心校正内点最优潮流算法

为加快最优潮流(optimal power flow,OPF)问题的求解,基于最优中心参数(optimal centering parameter,OCP)及改进多中心校正(improved multiple centrality corrections,IMCC)技术,提出一种求解最优潮流(optimal power flow,OPF)问题的新型快速内点算法(OCP-IMCC interior point method,OCP-IMCCIPM)。结合均衡距离–评价函数(equilibrium distance-quality function,ED-QF),给出最优中心参数评价模型,采用线性化技术对模型近似,以降低模型计算量。利用线搜索技术实现近似模型求解以确定最优中心参数,该参数使得所提算法具有更多的优势步和更少的迭代次数。IMCC技术可进一步拉大迭代步(尤其是非优势步)步长,实现算法更快收敛。14—1047节点系统的仿真结果表明,与其他多种内点算法相比,所提OCP-IMCCIPM算法具有更大的迭代步长和更快的收敛速度以及更好的计算效果。     

基于一种不可行内点法的电力系统无功优化

在应用内点法进行线性规划时,尚不能保证它的全面收敛性。提出了一种新的算法来求解无功线性优化问题。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数,建立无功优化线性规划模型,同时采用一种不可行内点算法来直接求解该问题。IEEE 14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效求解无功优化线性规划问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,对计算系统的规模不敏感。     

考虑最优潮流约束的机组组合并行解法

针对传统机组组合模型的不足,提出一种考虑最优潮流约束的机组组合模型并给出了其并行化解法.该法借助于扩展拉格朗日和变量复制技术,将原问题转换为其对偶问题,并利用附加问题原理将对偶问题分解为动态规划和最优潮流子问题.对于最优潮流子问题,采用预测校正内点法求解,同时在求解过程中,采用并行处理技术.IEEE118节点及IEEE300节点仿真结果表明,该方法性能稳定,收敛性好,并行处理后计算速度显著提高.     

基于非线性多中心校正内点法的最优潮流算法

提出了求解电力系统最优潮流问题新的非线性多中心校正内点算法.该算法采用仿射方向作为预测方向,在校正方向上增加了权系数,并通过线性搜索方法确定权系数的最优值,在预测方向和校正方向的组合方向上获得最大的迭代步长值;同时通过检验校正后的方向是否落在中心轨迹的对称邻域内来保证算法的收敛性.算法能够通过单次校正获得较大的计算步长,从而提高了计算的速度.该算法与预测校正内点法相比具有鲁棒性好、收敛快速的优势,特别是在计算过程中互补对差值较大的恶劣条件下.通过对多个测试系统的仿真,结果验证了算法有效性.     

On a nonlinear multiple-centrality-corrections interior-pointmethod for optimal power flow

Large scale nonlinear optimal power flow (OPF) problems have been efficiently solved by extensions from linear programming to nonlinear programming of the primal-dual logarithmic barrier interior-point method and its predictor-corrector variant. Motivated by the impressive performance of the nonlinear predictor-corrector extension, in this paper we extend from linear programming to nonlinear OPF the efficient multiple centrality corrections (MCC) technique that was developed by Gondzio. The numerical performance of the proposed MCC algorithm is evaluated on a set of power networks ranging in size from 118 buses to 2098 buses. Extensive computational results demonstrate that the MCC technique is fast and robust, and outperforms the successful predictor-corrector technique     

A decoupled solution of hydro-thermal optimal power flow problem bymeans of interior point method and network programming

This paper presents a new decoupled model together with a very efficient coordination algorithm to solve a hydrothermal optimal power flow (HTOPF) problem over a certain time horizon. Based on the Lagrange relaxation at the level of the KKT (Karush-Kuhn-Tucker) conditions of the primal problem, the HTOPF is decomposed into thermal plant subproblems formulated as OPF and hydroplant subproblems. To solve efficiently the thermal OPF subproblems, the warm-starting scheme has been incorporated into interior point quadratic programming (IPQP). As to the hydroplant subproblems, a united network flow model is presented in which a fixed head plant is treated as a special case of a variable head plant. The hydroplant subproblem can be formulated as a minimum-cost maximum-flow problem for which unit cost functions of hydroplants are defined exactly. A proposed variant of the partitioning shortest path algorithm has brought about a great speed up in the computation of the subproblems. The validity of the proposed method has been examined by solving the IEEE test systems and a Chinese power system consisting of 13 thermal plants and 12 hydro power plants; the last system is a large size problem such that it has 107712 primal and dual variables. Simulation results obtained are quite convincing     

A Hybrid Current-Power Optimal Power Flow Technique

An equivalent current injection (ECI)-based hybrid current-power optimal power flow (OPF) model is proposed in this paper, and the predictor-corrector interior point algorithm (PCIPA) is tailored to fit the OPF for solving nonlinear programming (NLP) problems. The proposed method can further decompose into two subproblems. The computational results of IEEE 9 to 300 buses have shown that the proposed algorithms can enhance the performance in terms of the number of iterations, memory storages, and CPU times.     

互联电网的直流最优潮流分解算法研究

研究了大系统互联电网的最优潮流优化策略,基于部分对偶理论分析了电网分区的分解协调模型,提出了一种基于直流最优潮流模型的互联电网多区域分解最优潮流并行求解算法,将一个大的电网互联系统分解成多个区域子问题,每个区域子问题是个典型的二次规划问题,使用直流最优潮流模型来求解互联电网的最优潮流分布,讨论了分区优化收敛条件。通过交换输出电价和边界节点相位角,完成区域间的信息交换。使用上述分解算法对IEEERTS-96算例的多个互联区域进行了分析,结果表明本文算法是一种有效的求解算法,适合大区电网互联后在线分布式动态OPF计算。在电力系统有极大的应用前景。     

基于分布式最优潮流算法的跨区输电阻塞管理研究

使用辅助问题原理(APP)和序列2次规划(SQP)的分布式最优潮流算法来解决跨区域的输电阻塞问题。研究大系统互联电网的最优潮流优化(OPF)策略，分析电网分区的分解协调模型，使用APP来解决区域耦合约束，将一个大的电网互联系统分解成多个区域子问题。跨区域阻塞管理问题可描述为调整成本最小的优化问题，通过区域分解把跨区域阻塞管理问题分解为多个区域的SQP问题，这些问题可在分布并行的方式下求解。对3个区域互联的IEEE RTS-96算例进行分析，结果表明该文算法是一种有效的跨区域输电阻塞消除算法，在电力市场中有良好的应用前景。     

一种基于Karmarkar内点法的最优潮流算法

以原－对偶内点算法（Ｋａｒｍａｒｋａｒ内点法的一种变形）为基本算法解算最优潮流问题，综合考虑非线性目标函数和约束条件，结合牛顿法最优潮流先进的稀疏矩阵技术，并且提出了一种新的原－对偶内点算法迭代步长选取原则和障碍参数修正策略。算例表明本算法有较好的数值稳定性，优化结果精确，对不等式约束有较强的处理能力，显示了内点算法应用于大规模电力系统优化问题的良好前景。     

Presolve analysis and interior point solutions of the linear programming coordination problem of directional overcurrent relays

A linear programming interior point algorithm is proposed for the solution of the problem of coordinating directional overcurrent relays in interconnected power systems considering definite time backup relaying. The proposed algorithm is a variation of the primal–dual approach that uses multiple correctors of centrality. Pre-solution problem filtering simplification techniques are used prior to the application of the linear programming algorithm. Results are presented for the application of the methodology on a realistic test case, a 115–69 kV power system with 108 buses, 86 lines, 61 transformers, and 97 directional overcurrent relays. Optimal solutions are found in an automatic fashion, using the algorithm for the settings of the ground relays as well as for the phase relays. The application of the pre-solution problem simplification techniques is highly recommended, resulting in a significant reduction of the size and complexity of the linear programming problem to be solved. The interior point approach reaches a feasible point in the close vicinity of the final optimal result in only one or two iterations. This fact represents an advantage for on-line applications. The proposed methodology and in particular the use of the presolve problem simplification techniques is shown as a new valuable tool for the setting of directional overcurrent relays in interconnected power systems.