一种带动态修正加速策略的最优潮流内点算法

采用了一种新的动态修正迭代步长的加速收敛策略,提高了原一对偶内点算法解算电力系统最优潮流问题的收敛性能.对IEEE14、30、118节点测试系统进行了数值试验,并与牛顿法和不引入该修正策略进行了比较.表明了本算法良好的数值稳定性、较强的处理不等式约束的能力,优化结果精确,充分显示了内点算法应用于大规模电力系统优化问题的实用性.     

基于内点割平面法的混合整数最优潮流算法

提出了一种采用内点割平面法求解混合整数最优潮流(OPF)的算法。该算法循环执行3个步骤：①求解OPF的可行解并将其线性化;②从线性内点法的最优解中判断基变量;③根据基变量产生混合整数割平面。与单纯形割平面法相比,内点割平面法不仅简单易实现,计算效率高,而且随着问题规模的增加,更能发挥其多项式时间特性的优点。文中还对退化问题的处理以及稀疏技巧的应用进行了深入的讨论。通过对IEEE典型系统的数值仿真计算显示出所提算法对于大型电力系统最优潮流问题的精确求解是非常有效的。     

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。     

基于内点法的快速解耦最优潮流算法

在电力市场环境下,最优潮流是计算实时电价的有力工具,因而就对最优潮流的计算速度提出了更高的要求。为适应一需求,本文在常规的内点法最优潮流的基础上提出了快速解耦内点法最优潮流,即把快速解耦的思想引入进来使其修正方程系数矩阵常数化,使每次迭代所需时间大大缩短,显著提高了计算速度。通过测试系统的计算表明该算法具有计算速度快,鲁棒性好的特点。     

基于自动微分技术的内点法最优潮流算法

讨论了一种基于自动微分（AD）技术的内点法最优潮流（OPF）算法。与已有的基于AD技术的OPF算法相比,该算法使用高效的基于操作符重载的AD工具,充分利用直角坐标下雅可比矩阵和海森矩阵的大部分元素是常数的特点,加入了识别上述矩阵中不变元素的功能,避免了重复计算。对一组大规模算例的测试分析表明,该算法在保持代码可维护性、灵活性的同时,计算速度接近手动编程,表明AD技术在电力系统OPF中具有取代传统手动编程的潜力。     

基于现代内点算法的电力系统最优潮流在线应用软件的开发

基于现代内点算法研发了电力系统最优潮流在线应用软件,解决了电力系统最优潮流在线应用的两大障碍,具有计算时间短、收敛性好等特点.本软件采用现代内点算法,优化了程序本身的结构,减少算法本身的计算时间;同时本软件对约束条件进行自诊断测试,如程序不收敛,可根据一定策略软化约束,提高收敛性.本软件由C语言编写,可跨平台调用,接口方便,是电力系统一种不可缺少的网络分析和优化工具;亦可作为电力系统底层应用模块,为其他高级应用软件提供数据支持.本软件已在上海成功应用.     

关于原对偶内点法若干问题的讨论

对原 -对偶问题、迭代步长的选择和障碍因子的确定进行了分析和论证     

基于零空间的现代内点最优潮流新算法

在约束条件苛刻时,现代内点法求解电力系统最优潮流OPF问题有时不收敛,为克服此不足,本文提出一种求解OPF问题的零空间内点算法。首先分析了现代内点法不收敛的原因;然后通过改进的原始对偶变量的修正方法和终止准则来保证迭代点的最优性和不等式约束的互补性;最后将所提方法用于求解5个IEEE标准算例。数值结果表明,所提算法与现代内点法求解OPF问题的结果一致,在约束条件苛刻时,本文算法具有更好的收敛性。     

矢量化动态最优潮流计算的步长控制内点法实现

实现动态最优潮流(dynamic optimal power flow,DOPF)的矢量化计算。通过将同类型、同时段的优化变量集中排列,建立动态最优潮流的矢量化模型,并采用步长控制内点法进行求解。各时段的梯度矩阵和海森矩阵具有与导纳矩阵相关的稀疏特性,在计算过程中保持不变。通过设计稀疏矩阵结构和内存分配策略提高Karush-Kuhn-Tucker (KKT)系统的形成速度。分析爬坡约束和购电量合同约束对求解KKT系统的影响,对比测试多个优化排序算法,指出近似最小度(approximate minimum degree,AMD)和列近似最小度(column approximate minimum degree,COLAMD)算法求解该模型KKT系统具有很高的效率。对节点数从14到1 040共5个测试系统12~96时段的DOPF模型进行仿真计算,验证所提算法的正确性和高效性。基于步长控制内点法的矢量化方法提高了DOPF程序的计算速度和收敛性。     

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。     

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。     

基于改进多中心校正解耦内点法的动态最优潮流并行算法

基于改进的多中心校正(MCC)和解耦技术,提出一种求解动态最优潮流(DOPF)的并行算法。结合内点算法(IPM)框架与DOPF修正方程的分块箭形结构,给出修正方程的并行解耦-分解-回代解法。并结合这一解法特点,提出动态步长拉大技术及自适应最大校正次数技术,以单次迭代计算量小幅增加为代价,换取迭代步长的增大,迭代点中心性的提高,总迭代次数和计算时间的显著减少。解耦技术的使用,使得所提算法的核心计算都可并行完成。6～118节点系统的串行仿真结果表明,算法具有很好的鲁棒性和收敛速度,在多核集群系统上的并行仿真表明,算法具有理想的加速比和可扩放性,适合求解大规模的DOPF问题。     

电力市场环境下基于最优潮流的阻塞管理

简要介绍了电力市场的模式和阻塞产生的原因,分析了我国现阶段电力工业改革的现状后提出了以再调度形式来解决阻塞问题.将原-对偶内点法与最优潮流结合起来,以购电费用为优化目标函数,运用内点法满足电力系统的控制变量的约束和状态变量的约束,来解决阻塞问题.在介绍了最优潮流的发展后,介绍了原-对偶内点法最优潮流的一般性解法并推导了其矩阵形式的一般表达式.结合现阶段我国电力工业改革的具体情况确定了优化目标函数的具体表达形式.根据功率平衡确定了等式约束条件,结合阻塞管理的特点确定不等式约束条件.最后分析了这种方法的实用性和可行性.     

采用内点法的多目标低电压风险优化

随着现代电力系统的飞速发展与日趋复杂,一次故障或者扰动有可能给系统带来极大的风险。仅仅对当前潮流断面进行风险评估已无法满足安全性的要求。文中将风险理论与优化方法相结合,在以发电费用最小的最优潮流基础上,考虑对事故后低电压风险的优化控制,建立了一个多目标的优化模型,用以协调故障后系统运行的安全性与经济性;采用矢量化原对偶内点算法对该模型进行求解;选取河南某市电网作为算例,进行低电压风险优化控制的测试,分析了该电网故障后的电压安全性与运行经济性。算例测试结果与该电网运行情况相符,验证了算法的正确性与计算效率。     

计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型。采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配。经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法。     

基于原–对偶内点法的复杂电力系统电压崩溃校正控制

给出了在采用原–对偶内点法进行校正控制计算时值得注意的初值选取、中心参数选取等一些问题,并针对福建省网168节点系统的实际数据进行了仿真计算。结果表明,在考虑了这些要点后所求得的结果可靠,能较好地满足实际工程要求。     

电力系统最优潮流新模型及其内点法实现

为了加快内点法求解电力系统最优潮流OPF(optimal power flow)问题的计算速度,通过在有载调压变压器LTC(load tap changing transformer)支路模型中增加虚拟节点,其支路功率方程由该节点的电压来表达,使其不含有变压器变比这个变量,由此在直角坐标系中建立了电力系统最优潮流问题的二阶新模型。该模型的海森矩阵在优化过程中是恒常矩阵,只需要计算1次,缩短了内点法的计算总时间。利用列近似最小度法COLAMD(column approximate minimum degree)对内点法牛顿方程的系数矩阵进行节点优化排序,以减少三角分解注入元的产生,从而进一步减少优化时间。通过对IEEE14到IEEE300的5个测试系统进行了仿真计算,结果验证了所建模型与方法的正确性与有效性。     

内点法在电力系统最优潮流问题中的应用简介

对近年来应用到最优潮流领域的内点法概况进行了介绍,并就应用最为广泛的原一对偶障碍函数内点法作了详细的数学阐述;在对电力系统最优潮流算法进行分类的基础上,论述了内点法在各类求解方法中的应用情况。