一种无功优化预测校正内点算法

无功优化是一个大规模非线性优化问题,预测校正内点法在求解该问题时表现出优良的性能。在每次迭代中,传统预测校正内点法通过预测步求出仿射方向,并用其估计互补方程泰勒展开式的二阶项,进而求出校正步。本文算法在传统预测校正内点法基础上进行了进一步的改善,采用了直角坐标系中的无功优化新模型,通过处理,所有KKT方程都转化成二次或线性的。通过预测步求出仿射方向后,用其精确地表达出所有二次KKT条件方程泰勒展开式的二阶项,然后再求出修正方向。新算法的速度优于传统预测校正内点法,数值计算结果表明了该方法的有效性。     

基于加权预测-校正内点法的混合直流输电系统最优潮流

针对预测-校正内点法求解混合直流输电（hybrid HVDC）系统最优潮流（OPF）时可能存在过校正而导致的发散问题,提出了基于加权预测-校正内点法的hybrid HVDC系统OPF算法。该算法保留了预测-校正内点法的预测步骤,将校正步进行加权,动态选择了校正方向在总的牛顿方向所占的比例,比较好地解决了预测-校正内点法校正错误而不收敛的问题。算例仿真表明,对hybrid HVDC系统进行OPF计算,能使系统处于更经济的运行状态。通过对多个IEEE节点系统进行仿真测试,验证了加权预测-校正内点法的有效性和正确性。     

动态最优潮流的预测/校正解耦内点法

从动态最优潮流中动静态变量的弱耦合关系出发,深入分析了原对偶内点法的解耦思想及其产生的根本原因,然后将该解耦策略推广应用于预测/校正环节的线性方程求解,提出动态最优潮流的预测/校正解耦内点法.该算法利用预测/校正原对偶内点法的优势,提高了动态最优潮流的迭代计算效率.同时,针对线性修正方程组常数项的特点,进一步提出了一种分组解耦同步迭代策略,使动态变量和各时段静态变量在预测/校正环节中实现同步解耦计算,从而进一步提高了动态最优潮流的解耦计算效率.通过典型算例的仿真分析与对比,验证了该算法的有效性.     

电力系统最优潮流的计算方法

为了保障电网安全稳定运行,结合当前条件,提出了一种求解电力系统最优潮流方法-原-对偶内点法.介绍了原-对偶内点法的基本思路和算法步骤,并用Matlab语言编写了关于原-对偶内点法的最优潮流程序.计算了14节点系统的发电成本,其结果表明原-对偶内点法对目标函数的优化效果更好,算法的中间量也能为调度提供合理的经济信号.     

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.     

基于非线性原-对偶内点法的OPF算法及其校正策略

给出了电力系统最优潮流（OPF）的数学模型以及求解该模型的非线性原-对偶内点法，在阐述OPF数学模型的基础上，对基于非线性原-对偶内点法的OPF算法进行了详细的数学描述.并就改善内点法的2种高阶校正策略进行了论述，通过对3个不同规模电力系统的数值计算，验证了2种策略对于不同规模系统均优于原-对偶内点法，同时指出2种策略对不同规模系统有着不同的适应性.     

基于多预测校正内点法的WLAV抗差状态估计

针对预测-校正内点法(predictor-corrector primal-dualinterior point method,PCPDIPM)加权最小绝对值状态估计(weighted least absolute squares,WLAV)可能发生校正方向指向错误方向的不足,提出一种基于多预测-校正内点法(multiple PCPDIPM,MPCPDIPM)的WLAV抗差状态估计算法。该算法在PCPDIPM的基础上,通过多次校正,对中心参数动态估计,并采用2阶段线性搜索法确定校正方向在总的牛顿方向中的最优比重,从而保证迭代点向中心轨迹靠拢。最后,通过IEEE算例仿真和我国某省网的测试结果验证了所提方法的有效性。与含不良数据辨识功能的加权最小二乘状态估计相比较,所提方法的收敛速度及抗差能力具有明显的优势。     

考虑电压稳定性约束的输电能力综合计算

在分析原-对偶内点法和连续性潮流方法计算系统输电能力各自优缺点的基础上．将两者结合,提出了一种系统输电能力的综合计算方法。该方法用原-对偶内点法优化得到的发电机出力值为连续性潮流方法提供最优的发电机出力方向。并用连续性潮流追踪系统从初始运行点到电压崩溃点的过程中各离散事件的变化过程,控制其向最优值靠近,从而提高系统的输电能力。对IEEE-14,30,118节点的算例做了测试,试验证明,该算法既能获得更大的输电能力,又能模拟系统实际运行状况,是常规的连续性潮流方法的完善。     

基于粒子群算法与内点算法的无功优化研究

提出了基于改进粒子群算法和预测-校正内点法的解耦无功优化算法.通过引入时代因子和邻近变异策略,同时采用分段处理方法对粒子群算法进行改进.运用预测-校正算法替代原-对偶内点,使得在内点法寻优过程中的迭代步长加大,同时避免寻优过程中振荡的出现.将改进粒子群算法和预测-校正内点算法分别用于无功优化的离散优化和连续优化子问题.将所提出的方法应用于IEEE30节点和IEEE118节点的系统.算例表明:与采用传统粒子群算法和原-对偶内点算法的混合无功优化相比,提出的方法在计算速度和优化效果方面都具有明显的优势.     

基于粒子群算法与内点算法的无功优化研究

提出了基于改进粒子群算法和预测-校正内点法的解耦无功优化算法。通过引入时代因子和邻近变异策略,同时采用分段处理方法对粒子群算法进行改进。运用预测-校正算法替代原-对偶内点,使得在内点法寻优过程中的迭代步长加大,同时避免寻优过程中振荡的出现。将改进粒子群算法和预测-校正内点算法分别用于无功优化的离散优化和连续优化子问题。将所提出的方法应用于IEEE30节点和IEEE118节点的系统。算例表明：与采用传统粒子群算法和原-对偶内点算法的混合无功优化相比,提出的方法在计算速度和优化效果方面都具有明显的优势。     

基于改进MCCIPM的含TCPST电力系统最优潮流计算

随着可控移相器(TCPST)在现代电力系统中应用水平的逐渐提高,计及TCPST的系统最优潮流(OPF)计算迎来了新的挑战。文中提出了一种基于改进内点法的含TCPST电力系统OPF计算方法。首先,结合TCPST接入系统的等效功率注入模型,以系统有功网损最小为目标建立含TCPST的最优潮流模型;其次,为提高收敛速度,文中针对多中心-校正内点法(MCCIPM)进行改进,提高了仿射方向迭代步长并重新配置关键映射参数;最后,基于改进后的MCCIPM,在IEEE 14、IEEE 30和IEEE 118节点网络完成OPF计算。测试结果表明,TCPST具有控制线路潮流分布的能力,验证了文中计算方法在求解效率上的优越性。     

基于内点法和改进遗传算法的无功优化组合策略

提出了一种求解无功优化问题的组合策略,该策略将无功优化问题分解为连续优化和离散优化2个子问题,分别用预测–校正内点法和改进遗传算法进行求解。考虑到实际电网在进行无功优化控制时,发电机是主要的调节手段,先不考虑离散变量的约束,采用预测–校正内点法优化连续变量;然后保持连续变量不变,用改进遗传算法优化离散变量;再返回到连续优化阶段,如此交替求解。当出现相邻的连续优化阶段和离散优化阶段网损变化的差值小于设定值时,停止优化。IEEE14、30、57、118节点系统的仿真结果表明,该策略比其它组合算法在收敛性和计算效率上更具优越性。     

基于海森矩阵的仿射谐波潮流保守性优化

针对传统仿射谐波潮流的计算结果存在较大保守性的问题,提出一种仿射谐波潮流的保守性优化方法。首先建立电网潮流方程,并采用牛顿-拉夫逊算法进行求解,在求解过程中采用纽曼级数将仿射矩阵的求逆运算转换为乘法运算;然后定义保守度作为保守性的量化指标,以完备性为约束条件、保守度最小为优化目标,基于海森矩阵求解仿射乘法的最优近似;最后将仿射乘法的最优近似用于仿射谐波潮流计算。IEEE 30节点系统仿真结果表明,相较于传统算法,所提方法的计算结果具有更小的保守性。     

网络流和内点法结合的有功动态优化调度

为便于电力市场柔性地做出决策，研制灵活的求解、分析有功优化调度模型和算法就显得特别重要。文中将有功潮流方程表达成网络流形式，结合内点法的预测校正、前瞻技术和稀疏处理技术，建立了适用于多种方式计算的、动态的有功优化调度模型和算法，可以作为电力市场环境下有功优化调度分析的辅助工具。     

含VSC-HVDC的交直流系统内点法最优潮流计算

电压源换流器(voltage source converter,VSC)在稳态模型和工作原理上与传统高压直流输电(high voltage directcurrent,HVDC)的换流器有本质区别,因此传统的交直流系统最优潮流计算方法不适用于含基于电压源换流器高压直流输电(VSC based HVDC,VSC-HVDC)的交直流系统。讨论一种适用于原对偶内点法(primal-dual interior-pointmethod,PDIPM)和预测校正内点法(predictor-corrector PDIPM,PCPDIPM)解最优潮流的VSC-HVDC稳态模型。基于该稳态模型,将VSC-HVDC直流网络与交流系统结合起来,对交直流系统进行联立求解,并对多组算例进行仿真和分析,算例结果表明原对偶内点法在解决含VSC-HVDC的最优潮流问题的能力上,保持了传统内点法最优潮流的高效性,而在同样的条件下,预测–校正内点法迭代次数大大少于原对偶内点法。     

考虑电压稳定约束含风电场的电网动态最优潮流研究

电压稳定性是风电场的并网运行后所需考虑的一个重要问题.在传统优化潮流的基础上,将改进后的电压稳定性指标引入到优化算法之中,研究了多时段不同穿透功率下的动态优化潮流.根据风力异步电动机的特性方程,将其模型与原始一对偶内点算法算法相结合,推导得出了考虑电压稳定约束含风电场的电力系统动态最优潮流计算的内点算法.该算法可有效保持内点法的收敛快、鲁棒性等优点,实现对系统的优化.最后,考虑不同穿透功率,对算例系统进行了优化计算,分析了风电场对系统的经济性和电压稳定性方面的影响.通过算例分析,得出了一些相关的结论.     

基于内点法的分布式电源选址定容

分布式电源可以改善系统的潮流分布、网络损耗、可靠性等,其效果与分布式电源的位置和容量密切相关。内点法具有收敛快、精度高等优点,在求解电力系统优化问题上可行有效。因此把传统的选址定容模型分成连续和离散,采用内点法进行连续求解。另外,提出一种基于Pareto最优理论引入协调参数w使两个子函数达到优化,进行选址定容。构造有功损耗和节点电压水平多目标函数,结果表明,基于多目标协调内点法是可行有效的,能协调优化多目标函数,同时计算时间短,收敛速度快。