专利名称：基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法
技术领域：
本发明涉及电力技术，特别是涉及一种电力系统的解列断面搜索方法。
背景技术：
主动解列作为应对电力系统崩溃的有力措施之一，已逐渐受到产业界及学术界的认可及重视。最优主动解列断面选择问题是根据电网运行状态和故障信息，寻找使得解列后各孤立子系统能够快速恢复稳定运行且整体切机、切负荷尽可能少的解列断面。因该策略对于保障电网安全稳定地连续运行，减少系统解列之后的切机切负荷量而具有重要意义，而受到众多研究人员的关注。目前求解最优解列断面的方法从所采用的主要方法的不同大致可以分为三类:I)基于图论的解列断面搜索参考文献[1]-[4]提出了一种基于有序二元决策图(Ordered Binary DecisionDiagram,OBDD)的三阶段大电网解列策略，具有比较严谨的理论基础，但尚需解决计算量相对比较大的问题。参考文献[5]提出了基于邻接边搜索的启发式方法，该方法虽设计了平衡分割问题的连通约束的显式表示方法，但并未实现其最优求解策略。参考文献[6]提出了结合谱算法(Spectral Method)和多级kernel K-Means方法的主动解列策略；该方法计算过程简单、速度快，但难以保证特定的同调机群一定在同一子系统。参考文献[7]，[8]则利用pMETIS图分割软件包将简化的电力系统分成多个孤立的子系统，再经合并操作及恢复操作得到相应的解列方案。其实参考文献[6]_[8]的方法在将图分割成k个子图之后并非每个子图都是连通子图，均需要通过人为再组合而得到连通子图，因此不可避免地降低了其图分解结果的最优性。参考文献[9]基于图论方法把系统分解为“搜索+调整”相互独立的两个阶段，进行相继求解，从而减小了系统求解的复杂性及计算量，而可以求解实际大系统；但其完全割裂了原问题各个部分之间的耦合，其结果只能是近似解。2)基于慢同调理论的解列策略参考文献[10]，[11]的策略是首先利用“慢同调”理论中的广义特征值及特征向量的计算而识别出潜在的机组振荡模式信息，进而通过振荡模式相对于各节点的灵敏度，对网络中的所有负荷节点进行分组，而寻找到弱联接节点集合，并进而得到最佳的解列界面。文[12]提出了一种结合慢同调理论和图论搜索方法的改进方法。该方法基本上还是基于穷举的搜索思路，当网络的规模及结构比较大且复杂时，其计算量还是偏大。基于慢同调理论的解列策略的共同缺点是因需计算特征值及特征向量而使得计算量过大。3)其他方法参考文献[13]首先根据调度情况和失稳模式将电力系统分成失稳区和剩余区，然后通过调整这两部分区域边界上的负荷使各个独立区域满足功率平衡要求。参考文献利用潮流追踪算法实现非发电机节点的初始分配，然后通过在初始断面附近依据失配功率最小的原则进行负荷节点归属的调整得到净交换功率最小的解列断面。参考文献[15]提出一种代数方法和图论相结合的电力系统多线路开断情况下电力子系统检测策略。该方法具有很强的理论支撑，虽只是针对一般的电力系统网络进行子系统的检测，若与其它主动解列搜索方法相结合，有望加速其搜索速度。参考文献:[I]SUN Kai，ZHENG Dazhong, LU Qiang.Splitting strategies for islandingoperation of large-scale power systems using OBDD-based methods[J].1EEEtransactions on power systems，2003，18(2):912-923.
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发明内容
基于上述技术问题，本发明提出了一种基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，基于图背包理论(Connected Graph constrained Knapsack Problem, CGKP)将完整主动解列模型转化为主从问题；主问题为图的最优平衡分割问题，采用CGKP技术进行求解；从问题为基于最优潮流问题的调度问题，采用OPF技术进行求解；主从问题之间通过节点负荷的调节量实现耦合。通过主从问题之间的交替迭代，而获得更优的解列方案。本发明提出一种基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，基于主从问题交替迭代优化，所述电力系统包含有s个同调机群且分解为s个独立子系统，该方法包括以下步骤:步骤一、G为原电力系 统图模型，G'为根据各孤岛最优潮流计算结果而调整相应原系统负荷数据之后得到的新电力系统图模型，j为迭代处理参数，i为电力系统中同调机群顺序，初始化操作，令G' =G, i=l,j=0,设定迭代处理次数限制为N ;步骤二、进行所述迭代处理，具体包括:利用CGKP算法求解对应G'的主问题得到包含第i个同调机群的对应孤岛Si以及原系统除Si以外的剩余孤岛S,,的最优潮流模
型，
权利要求
1.一种基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，基于主从问题交替迭代优化，所述电力系统包含有S个同调机群且分解为s个独立子系统，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、G为原电力系统图模型，G'为根据各孤岛最优潮流计算结果而调整相应原系统负荷数据之后得到的新电力系统图模型，j为迭代处理参数，i为电力系统中同调机群顺序，初始化操作，令G' =G, il,jO,设定迭代处理次数限制为N ; 步骤二、进行所述迭代处理，具体包括:利用CGKP算法求解对应G'的主问题得到包含第i个同调机群的对应孤岛Si以及原系统除Si以外的剩余孤岛S',的最优潮流模型，S' i表示为
2.按权利要求1所述的基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，其特征在于，所述主问题的数学模型表示为公式(I)
3.按权利要求1所述的基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，其特征在于，所述从问题为各个子系统基于最优潮流的控制调节问题，表示为公式(2)
全文摘要
本发明公开了一种基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，基于图背包理论(Connected Graph constrained Knapsack Problem，CGKP)将完整主动解列模型转化为主从问题；主问题为图的最优平衡分割问题，采用CGKP技术进行求解；从问题为基于最优潮流问题的调度问题，采用OPF技术进行求解；主从问题之间通过节点负荷的调节量实现耦合。通过主从问题之间的交替迭代，而获得更优的解列方案；与现有技术相比，本发明提出了基于主从问题交替求解电力系统最优主动解列断面的新策略，同时也使得解列方案更接近于完整模型的最优解，从而保证解列后有更多的负荷实现供电。
文档编号G06F17/50GK103093037SQ20121058982
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者林济铿, 马新, 邵广惠, 徐兴伟, 侯凯元, 岳涵, 夏德明, 王钢, 贾伟, 李泽宇, 刘家庆, 王克非, 吴远志, 周莹 申请人:东北电网有限公司