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。     

基于混沌优化与线性内点法的最优潮流算法

求解最优潮流是一项基本而重要的工作，文中将混沌优化与线性内点法相结合，提出了一种新的混合优化算法，并应用该方法进行电力系统最优潮流的计算。混沌优化方法利用混沌运动特定的内在遍历性、随机性和规律性等特点跳出局部最优点，接近最优点；同时，利用预测-校正原-对偶内点法在最优点的邻域内局部寻优，提高了收敛速度和求解精度。通过对IEEE 14、30和57节点试验电力系统的数值计算，验证了算法的有效性。     

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Matlab符号计算工具箱的内点法最优潮流研究

为提高最优潮流算法的通用性，利用Matlab符号计算工具箱完成了一种基于扰动MKT条件的内点算法最优潮流的符号计算。可以获得系统状态变量的显式符号结果，该方法使得复杂的最优潮流修正方程的形成与求解过程简化为在每次选代中进行一次简单的代数替换。通过对4个不同的目标建模仿真，结果表明，该方法可极大地简化最优潮流计算程序的复杂程度，提高代码的通用性和易维护性。     

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。     

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。     

混合输电权设计及其内点法实现

基于交流最优潮流模型,提出了混合输电权概念,包括点对点的输电权和关口输电权组合,建立了实现该输电权拍卖的模型。利用非线性内点法形成新的线性迭代系统保持了原有最优潮流中的对称性及稀疏结构,通过对原有最优潮流进行少量修改即可实现该输电权的拍卖计算。IEEE 9节点算例证明了文中所提方法的有效性,对交流潮流模型下实现输电权拍卖计算进行了有益的探索和尝试。     

基于改进非线性预报-校正内点法的最优潮流

提出一种改进的非线性预报-校正内点法,该方法在校正阶段应用了多中心校正的超立体空间映射技术,经过合理配置一些关键参数改善了映射空间的结构,使算法在每次迭代时只需1次校正计算就能获得较大的迭代步长,从而快速收敛至最优解.通过IEEE 14,IEEE 30,IEEE 57,IEEE 118这4个测试系统的仿真计算表明,该算法收敛快,其迭代次数基本与每次迭代进行4次中心校正计算的多中心校正内点法相当,而且鲁棒性好,未出现数值稳定问题.     

基于内点法的机组组合模型

将传统的机组组合模型划分为离散和连续两部分,在离散和连续空间中交替求解,用非常小的解邻域空间代替原来庞大复杂甚至难以求解的离散解空间。在求解连续变量过程中,充分利用了内点法收敛性好、精度高的优点,并采用降维整编技术进一步提高计算速度。文中对10~ 500台机组24个时段共8个算例进行了仿真测试,结果表明,100台机组的计算时间仅为4 s,可见该方法收敛速度快,适合大规模机组的实际应用。     

内点法在偶对潮流优化中的应用

当前东北区域电力市场改革试点正处在日前交易开放前阶段,其日调度计划的优化不仅要处理常规约束等一般性问题,而且具有其特殊性,既要保证完成各竞价电厂中长期合同交易分解到日的电能量,又要满足各竞价电厂日负荷率彼此相等,以体现调度上的公平。针对该问题,建立了日前交易开放前的日调度计划优化模型,利用原-对偶内点法在处理大量常规不等式约束方面的优势,提出将时段偶对解耦方法与原-对偶内点法有机结合,前者处理特殊性问题,后者处理一般性问题,优势互补,使优化算法能较贴切地适应该类日调度计划优化模型的特点和需要。数值算例表明,该方法简洁、有效。     

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.     

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.     

基于功率-电流混合潮流约束的内点法最优潮流

提出了一种基于直角坐标下功率 — 电流混合型潮流约束的最优潮流模型。该模型对系统中的非零注入功率节点采用功率失配型潮流约束,而对零注入功率节点采用电流失配型潮流约束。这种混合模型结合了功率和电流型潮流方程的优点:对于零注入功率节点,该模型具有电流型潮流方程一阶导数为常数、二阶导数为0的特点,从而使雅可比矩阵和海森矩阵更容易计算;对于非零注入功率节点,该模型也比电流型潮流方程更好处理。该模型特别适合非线性预测 — 校正内点法的最优潮流,多个大规模算例测试证明该模型收敛性更好,计算效率更高,尤其适合求解含较多零注入功率节点的大规模电力系统最优潮流问题。