最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法
【专利摘要】本发明涉及电力系统调度自动化【技术领域】，特别涉及一种最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，该方法在最优潮流数学模型的节点电压等约束条件不合理而可能导致优化无可行解时，判定导致迭代发散的约束条件，同时自动对电压约束条件过于严格的节点进行最小程度的约束松弛，得到新的次优解并给出相关约束条件的松弛量，以解决现有内点法应用于计算最优潮流时存在的不足。
【专利说明】最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统调度自动化【技术领域】，特别涉及一种最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法。
【背景技术】
[0002]电力系统的最优潮流(英文简称为0PF)计算所解决的是一个大规模非线性问题，并且呈现非凸性，求解过程中要考虑电网运行和电力市场相关的诸多约束条件，如果严格满足节点电压限制和线路功率极限等约束条件，优化问题有时不存在可行解。此时系统规划和运行人员只能凭借经验根据结果做出判断，人工地调整约束条件或其他数据，这种传统的依据经验的判断调整方法效率低下，有时难以收到效果，对于大规模电网，甚至无从入手。因此需要解决最优潮流计算不收敛时的分析和调整问题，即通过数学的方法自动地检测出导致优化模型无可行解的约束条件，并能够自行松弛约束，在原有的可行域外部得到松弛的最优解。
[0003]现有方法在解决最优潮流计算不收敛问题时，一般是在原问题数学模型的基础上针对每个约束条件引入上下限的松弛变量，并在目标函数中添加了以松弛变量为自变量的附加惩罚项，这种方法的不足之处在于对每一个约束都需要添加两个松弛变量，以无功优化问题为例，针对N个节点的电压约束需要引入数目为2XN的松弛变量，增加了迭代计算量。
[0004]在内点法最优潮流计算的实际应用中，往往由于节点电压等约束条件过于严格而导致问题无可行解，此时需要在原问题目标函数改变最小的前提下，松弛节点电压约束条件，恢复问题的可行性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，该方法，该方法可以在最优潮流数学模型无可行解时，得到松弛的次优解。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，包括以下步骤:
步骤S1:获取电力系统相关参数；
步骤S2:根据电力系统相关参数，初始化最优潮流数学模型的各项参数；
步骤S3:计算原-对偶互补间隙fe/7，并判断Gap是否小于迭代收敛精度ε，是则迭代收敛，输出结果并结束计算，否则转入步骤S4 ；
步骤S4:计算本次迭代的障碍参数// ；
步骤S5:求解修正方程组，得到各状态变量及拉格朗日乘子的修正量；
步骤S6:计算原始变量和对偶变量的迭代步长，并修正最优潮流数学模型各状态变量及拉格朗日乘子；
步骤S7:由步骤S6修正后更新的值，判定是否存在过于严格的约束条件，是则转入步骤S8，否则转入步骤S9;
步骤S8:根据步骤S7的判定结果，采用修正的最优潮流数学模型对过于严格的约束条件进行最小的松弛，以重新获得可行解；重新初始化修正的最优潮流数学模型的各项参数后，转入步骤S3，对修正的最优潮流数学模型进行迭代计算；
步骤S9:迭代次数A加I，判断是否达到最大次数尤?，若已达到，则计算不收敛，停止计算，否则返回步骤S3继续下一次迭代修正。
[0007]进一步的，在步骤SI中，获取的电力系统相关参数包括:母线节点名称编号、母线电压上下限约束、负荷有功及无功、各节点无功补偿容量、发电机组有功出力以及经济参数、发电机有功无功上下限约束、线路以及主变首末端节点编号、线路及主变等值参数、线路及主变传输功率约束。
[0008]进一步的，在步骤S2中，最优潮流数学模型为:
【权利要求】
1.一种最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1:获取电力系统相关参数； 步骤S2:根据电力系统相关参数，初始化最优潮流数学模型的各项参数； 步骤S3:计算原-对偶互补间隙fe/7，并判断Gap是否小于迭代收敛精度ε，是则迭代收敛，输出结果并结束计算，否则转入步骤S4 ； 步骤S4:计算本次迭代的障碍参数// ； 步骤S5:求解修正方程组，得到各状态变量及拉格朗日乘子的修正量； 步骤S6:计算原始变量和对偶变量的迭代步长，并修正最优潮流数学模型各状态变量及拉格朗日乘子； 步骤S7:由步骤S6修正后更新的值，判定是否存在过于严格的约束条件，是则转入步骤S8，否则转入步骤S9; 步骤S8:根据步骤S7的判定结果，采用修正的最优潮流数学模型对过于严格的约束条件进行最小的松弛，以重新获得可行解；重新初始化修正的最优潮流数学模型的各项参数后，转入步骤S3，对修正的最优潮流数学模型进行迭代计算； 步骤S9:迭代次数A加1 下一次迭代修正。
2.根据权利要求1所述的最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，在步骤SI中，获取的电力系统相关参数包括:母线节点名称编号、母线电压上下限约束、负荷有功及无功、各节点无功补偿容量、发电机组有功出力以及经济参数、发电机有功无功上下限约束、线路以及主变首末端节点编号、线路及主变等值参数、线路及主变传输功率约束。
3.根据权利要求1所述的最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，在步骤S2中，最优潮流数学模型为:
111111 f(.\) s,t, //(.?) = O (O
g 1- 其中ζ为最优潮流数学模型的自变量，维度为/?，/Cr)为最优潮流数学模型的目标函数，ACr)为等式约束合集，维度为tgCr)为不等式约束合集，维度为分别为不等式约束的上下限值； 初始化最优潮流数学模型的各项参数包括:模型中各状态变量I 1、u赋初值，拉格朗日乘子赋初值，设定迭代收敛精度己，设置最大迭代次数，给迭代次数A赋初值。
4.根据权利要求1所述的最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，在步骤S5中，修正方程组为:
5.根据权利要求1所述的最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，在步骤S6中，原始变量的迭代步长为:1 —7 —U.1
6.根据权利要求1所述的最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，在步骤S7中，判断z、#中各元素是否满足式(6)::> 5 < 16.|ιι;.1 > 5-1O6 (i =
7.根据权利要求1所述的最优潮流计算中自动校正不可行约束的扩展松弛内点方法，其特征在于，在步骤S8中，所述修正的最优潮流数学模型为松弛最优潮流模型，所述松弛最优潮流模型为:
【文档编号】G06F19/00GK104036148SQ201410298566
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月28日 优先权日:2014年6月28日
【发明者】林毅, 唐田, 林章岁, 李喜兰, 蒋朋博 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司经济技术研究院