一种计及温度影响的拟直流最优潮流方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于在线计算的最优潮流方法，特别是一种计及温度影响的拟 直流最优潮流方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统最优潮流（OPF)，是指在满足特定的电网运行和安全约束条件下，通过调 整系统中可利用的控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。交流OPF由于其模 型过于复杂，约束多为非线性，因此求解效率偏低，尤其是应用于大规模电力系统中。在实 际电力系统中，由于传统直流最优潮流（DCOPF)模型线性化，易于求解，具有快速计算的能 力，常作为OPF的在线计算工具。然而大量简化近似导致DCOPF模型中完全忽略了电压和 无功的影响，因此计算精度偏低，时常会给调度和校核等工作带来较大的困难。
[0003] 2005年，HadiBanaker等人提出了电热耦合（ETC)的概念和框架，首次在电力系 统分析与计算中考虑了温度的影响。之后，国内外学者将ETC理论应用于电力系统的潮流 计算等问题，将温度作为电力系统安全稳定运行的评判指标。由于在传统电力系统计算中， 都是采用恒定的电网参数，而电网参数受到环境和运行等多方面的影响。特别是在极端天 气和高负荷情况下，电网参数将会发生较大的偏差，此时采用恒定的电网参数进行电力系 统计算，会导致计算结果与电网实际运行情况存在较大的偏差。
[0004] 原-对偶内点法，又称为原-对偶路径跟踪内点法，结合了拉格朗日函数、牛顿方 法和对数障碍三方面的内容，有着鲁棒性好，收敛性强，对初值设定不敏感，具有多项式时 间特性等特点。在求解大规模电力系统最优潮流问题中，原-对偶内点法是目前最为广泛、 高效的算法之一，已逐步应用于电力系统在线计算和调度。然而由于在处理不等式约束时 分别考虑了上下限约束，从而导致求解过程中多余松弛变量和拉格朗日乘子的引入，一定 程度上增加了程序编写的难度，降低了算法的效率。
【发明内容】
[0005] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是传统直流最优潮流存在忽略电压和无功 影响以及未考虑温度对电网参数的影响等不足，计算结果与实际电力系统的调度运行结果 有着较大的偏差的问题。
[0006] 技术方案：一种计及温度影响的电力系统拟直流最优潮流（TD-PDC0PF)方法，包 括以下步骤：
[0007] 1)从数据文件中获得电网的相关网络参数，包括母线编号、名称、负荷有功、负荷 无功、补偿电容，输电线路的支路号、首端节点编号、末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并 联电导、并联电纳、变压器变比、变压器阻抗、线路温度、发电机有功出力上下限、发电机无 功出力上下限和发电机耗量特性参数等；
[0008] 2)初始化程序，对变量X，松弛变量u，拉格朗日乘子y、w设置初值，形成节点导纳 矩阵Btl，求解考虑温度后的线路电阻和相关温度参数如R0等，设置迭代次数K= 1，设 置最大迭代次数Kmax，设置算法收敛精度；
[0009] 其中：x = (Pg，e，T)T，Pg为发电机有功出力，0为节点电压相角，T为受电热耦合 影响的线路温度，u为不等式约束的松弛变量，y和w分别为等式约束和不等式约束对应的
【主权项】
1. 一种计及温度影响的电力系统拟直流最优潮流方法，其特征在于，包括w下步骤： 1) 从数据文件中获得电网的相关网络参数； 2) 初始化程序，对变量X，松弛变量U，拉格朗日乘子y、w设置初值，形成节点导纳矩阵， 求解相关温度参数如Re等，设置迭代次数K = 1，设置最大迭代次数K m"，设置算法收敛精 度； 3) 计算互补间隙Gap,判断其是否满足精度要求，若满足，则输出最优解，结束循环，否 贝IJ，继续； 4) 根据发电机出力进行传统交流潮流计算，求得对应的线路无功潮流，W修正有功功 率平衡约束方程； 5) 计算考虑温度变量后的雅可比矩阵Vy/l(x)、V違(X)，海森矩阵 V;/(X)、V;.A(X)、V這(X)，W及各常数项L' x、Ly、Lw、王；；.并根据W下方程求解Ax、 Ay、Au、Aw :
其中；Ax、Ay、Au、Aw分别为变量x、y、u、w的修正量；
6) 通过W下公式确定原始变量和对偶变量的迭代步长：
7) 按照下式更新所有变量和拉格朗日乘子：
;
8) 根据每次迭代的线路温度，更新相应线路的电阻； 9) 判断迭代次数是否大于最大迭代次数Km"，若是，则计算不收敛，结束程序，否则，贝U 令迭代次数加1，返回步骤3)循环。
2.如权利要求1所述的计及温度影响的电力系统拟直流最优潮流方法，其特征在于， 所述网络参数，包括母线编号、名称、负荷有功、负荷无功、补偿电容，输电线路的支路号、首 端节点编号、末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比、变压器 阻抗、线路温度、发电机有功出力上下限、发电机无功出力上下限和发电机耗量特性参数。
【专利摘要】本发明公开了一种计及温度影响的电力系统拟直流最优潮流方法。本发明通过线路有功和无功功率传输方程之间的数学联系，对传统直流模型中的有功平衡方程进行修正，从而在模型中计及了无功功率和线路电阻的影响，建立了电力系统拟直流模型，补充和完善了直流模型。另一方面，本发明根据线路温度和线路电阻之间的电热耦合关系，在电力系统拟直流模型中考虑了线路温度影响。此外，本发明采用简化内点法来求解考虑温度影响的拟直流最优潮流模型，可以很好地保证算法的计算效率，以满足在线计算的要求。仿真结果表明，本发明的算法与传统直流最优潮流相比，在保证算法计算效率的前提下，可以大大提高算法的计算精度，对于电力系统的在线调度意义重大。
【IPC分类】G06F19-00, H02J3-00
【公开号】CN104600697
【申请号】CN201510016659
【发明人】卫志农, 高沁, 孙国强, 孙永辉, 向育鹏, 何天雨, 李海欣
【申请人】河海大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月13日