一种基于L_1范数模型和内点理论的潮流算法

提出一种结合L1范数模型和内点理论的潮流计算方法,利用基于扰动KKT条件的原始-对偶内点算法进行一般潮流问题求解.与以前的最小潮流法相比,该方法简单、求解易于收敛、易于程序实现,便于对病态系统求解,并同时能判断潮流方程是否有解.     

内点-分支定界法在最优机组投入中的应用

机组投入是现代电力系统编制发电计划的重要优化任务,具有显著的经济效益。从数学上讲,机组投入问题是一个多约束的NP难组合优化问题,很难得到理论上的最优解。提出运用内点-分支定界法求解最优机组投入问题。该方法将机组投入的离散变量松弛为[0,1]区间上的连续变量,结合有功出力,进行优化。原始-对偶内点法收敛迅速、对初值不敏感,用来求解松弛问题,分支定界法用来处理离散变量。通过对2个算例的计算及与其它算法结果的比较,验证了该算法能得到更好的全局最优解。     

内点-分支定界法在最优机组投入中的应用

机组投入是现代电力系统编制发电计划的重要优化任务,具有显著的经济效益.从数学上讲,机组投入问题是一个多约束的NP难组合优化问题,很难得到理论上的最优解.提出运用内点-分支定界法求解最优机组投入问题.该方法将机组投入的离散变量松弛为[0,1]区间上的连续变量,结合有功出力,进行优化.原始-对偶内点法收敛迅速、对初值不敏感,用来求解松弛问题,分支定界法用来处理离散变量.通过对2个算例的计算及与其它算法结果的比较,验证了该算法能得到更好的全局最优解.     

地区电网无功优化算法研究

地区电网无功优化问题是连续变量和离散变量共存的非线性规划问题.如何适当处理连续变量和离散变量共存关系到最终优化的结果和算法收敛的速度.提出一种基于扰动KKT条件的原始-对偶内点法和遗传算法相结合的方法应用于地区电网无功优化问题的求解,能充分利用内点法和遗传算法的优点,通过算例表明该方法的有效性.     

MATLAB在电力系统优化计算中的应用

介绍基于扰动Karush—Kuhn-Tucker（KKT）件的内点算法，以及利用MATLAB符号工具箱、M函数求解电力系统最优潮流基本方法和步骤．     

含离散变量的大规模电力系统无功优化

针对实际电力系统的数学模型包含离散变量和连续变量的特点,提出了一种精确求解电力系统无功优化的方法——内点分支定界法。通过把离散变量连续化,采用原始对偶内点法在可行域内进行全局寻优,结合广度优先遍历的分支定界法对离散变量进行归整处理等办法,找到了比传统无功优化更加合理的全局最优解。为了解决大规模系统计算耗时的问题,又提出了简化的分支定界法以加快求解速度。IEEE-118和IEEE-300系统的计算结果表明:所提出的算法对于求解大规模电力系统的无功优化问题是有效的。     

求解大规模AC/DC最优潮流的连续递推内点算法

提出连续递推的内点算法框架,以期解决原始–对偶内点法求解大规模交直流系统最优潮流收敛难的问题。基于牛顿法的连续递推思想,将一阶KKT(Karush-Kuhn-Tucker)非线性方程组转化为自治常微分方程组,可采用多种数值积分方法求解,进而获得不同于传统牛顿法的新方向,改善了原始–对偶内点法的收敛性。多达11585条线路的5个大规模实际系统的计算表明,该算法步长大、收敛性好、鲁棒性强,特别适合求解大规模交直流系统在苛刻运行条件下的最优潮流问题,具有广阔的应用前景。     

基于两种不同内点法的最优潮流建模与仿真

用预测-校正内点法(predictor-corrector interior point method,PCIPM)最优潮流算法对原-对偶内点法(primal-dual interior point method,PDIPM)最优潮流算法进行改进。该方法在进行泰勒展开时保留了高阶项,首先通过修正方程计算仿射方向,在计算得到仿射扰动因子后回代入修正方程得到校正方向,进而得到修正量。最后用MATLAB语言编程实现了利用原-对偶内点法和预测-校正内点法进行潮流优化计算,并用不同算例进行了仿真验证。仿真结果表明预测-校正法具有比原-对偶法更好的收敛性。     

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.     

基于非线性内点法的安全约束最优潮流(一)理论分析

提出了一种考虑多预想事故的安全约束最优潮流内点算法.分析了多预想事故下安全约束最优潮流模型的构建及控制变量的划分.直接应用一类基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的非线性路径跟踪内点理论来设计这一大规模非线性规划问题的解法.对算法核心--简约KKT系统进行了深入的结构分析,导出一种由4×4块元素构成,按预想事故分块对角排列,类似节点导纳矩阵结构的修正系统稀疏结构.简约系统的维数仅取决于等式潮流方程的个数,每次迭代的计算规模稍大于同时求解基态和c个起作用预想事故牛顿潮流迭代的8倍.     

Optimal power flow solutions under variable load conditions

This work presents a methodology to calculate a sequence of optimal power flow (OPF) solutions under variable load conditions. The aim is to obtain a set of optimal operating points in the neighborhood of the bounds of the region defined by the load flow equations and a set of operational limits. For this, an algorithm based on the continuation method and on a primal-dual interior point optimization method is proposed. Such an algorithm consists of two main steps: the predictor step, which uses a linear approximation of the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions to estimate a new operating point for an increment in the system load; and the corrector step, which calculates the optimum corresponding to the new load level via a nonlinear primal-dual interior point method. Indices for critical buses and inequality constraints are a byproduct of the methodology. In addition, sensitivity analysis is performed to calculate the amount of reactive compensation which allows for a pre-specified increase in the system load. Results for realistic test systems are presented     

大规模水火电力系统最优潮流的现代内点理论分析

基于原始问题的扰动的Kamsh KuHN Tucker条件，推导出一种求解水火电力系统最优潮流（HTOPF)问题的现代内点算法。沿着内点法的中心方向将该算法成功地扩展于求解次最优的HTOPF问题时(A—HTOPF)。与HTOPF相比，A—HTOPF不仅在求解大规模系统问题CPU时间下降1～2倍，而且在大多数情况下，可以保证所得最伏目标值的精度高于99％。     

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。     

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。     

Optimal reactive dispatch through interior point methods

An implementation of an interior point method to the optimal reactive dispatch problem is described. The interior point method used is based on the primal-dual algorithm and the numerical results in large scale networks (1832 and 3467 bus systems) have shown that this technique can be very effective to some optimal power flow applications     

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.     

基于非线性互补方法的现代内点最优潮流算法

提出了基于非线性互补方法的最优潮流算法。引入非线性互补函数,将内点法中KKT条件的互补松弛条件约束转化为等式约束,并采用牛顿方法求解。该方法不必保证互补松弛变量为正数,可以从任意起始点出发,具有良好的收敛性。在确定最优步长的过程中,采用了新的效益函数,节省了大量的计算时间,并有效处理了算法在收敛过程中产生的振荡问题。数值计算结果表明,提出的算法具有很好的收敛性和计算效率,对于大规模电力系统具有很好的应用前景。