电力系统动态无功优化问题的解耦算法

摘要

完整的动态无功优化模型应该是计及设备动作次数约束，并考虑变量离散化特性的一种非线性混合整数规划问题。但求解这种模型通常需要的计算量和存储空间都非常庞大，随着系统规模的增加，其变量数要比静态优化求解时扩大多倍，相应需要求解的矩阵规模大大地增加了，因此应用于大型电力系统还存在一定困难。 为了能在根本上解决动态无功优化在大系统上遇到的“维数灾”难题，本文在非线性原对偶内点法内嵌罚函数的动态无功优化算法基础上，发现其修正方程系数矩阵可具有箭形分块结构，可采用两种解耦算法将高维修正方程精确解耦为25个低维线性方程，并应用稀疏矩阵的三角分解技术对它们进行快速求解。具体方法为：算法一为用块矩阵形式来实现三角分解法，而算法二为用块矩阵把修正方程化为低维的线性方程组求解。两种算法的相同之处都是通过将修正方程的系数矩阵进行分块，再将分块后得到的低维矩阵进行分解，从而提高计算速度。 利用所提算法对广州鹿鸣电网和IEEE 118节点系统进行了动态无功优化计算，取得了较为理想的结果。计算结果表明，应用所提两种快速解耦算法能在保证电容器和变压器分接头满足全天最大允许动作次数约束和运行约束的前提下，获得全天24小时的近似最优离散解，且具有较快的计算速度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3待解决的理论问题

1.4本文主要工作

第二章动态无功优化模型及其基本算法

2.1动态无功优化模型

2.2动态无功优化的基本算法

2.3求解中需要注意的问题

2.3.1迭代步长的确定

2.3.2补偿间隙和壁垒参数的确定

2.3.3罚函数的引入

2.3.4初始点的选择

2.3.5收敛精度的确定

2.4计算步骤

2.5基本算法的分析

2.6本章小结

第三章动态无功优化问题的快速解耦算法

3.1快速解耦算法一

3.2快速解耦算法二

3.2.1基本思想

3.2.2解耦后修正方程的快速求解

3.3本章小结

第四章试验系统概况及原始数据

4.1广州鹿鸣电网系统原始数据

4.1.1系统基本参数

4.1.2系统原始数据

4.2IEEE 118节点系统简介

4.3本章小结

第五章动态无功优化结果分析

5.1鹿鸣电网优化结果分析

5.1.1变压器变比值

5.1.2电容器组无功出力

5.1.3变压器低压侧母线电压

5.1.4有功网损和迭代次数

5.1.5最大潮流偏差和补偿间隙

5.1.6与其它动态无功优化算法的比较

5.2IEEE 118节点系统优化结果分析

5.2.1变压器变比值

5.2.2电容器组无功出力

5.2.3变压器低压侧母线电压

5.2.4有功网损和迭代次数

5.2.5最大潮流偏差和补偿间隙

5.3结果分析总结

5.4本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见