基于主从问题的电力系统最优主动解列

系统主动解列的完整模型为大规模非线性混合整数规划问题,大多采取完全分解方法,因而只能求得近似解,针对此问题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,从而求得更优解。该策略基于图背包理论(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;从问题为基于直流最优潮流(optimal power flow,OPF)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获得更优的解列方案,同时也使得解列方案更接近于完整模型的最优解。算例分析表明,该算法相对于其他近似求解策略,所获得的解列方案可使系统总切机切负荷量更少,从而证明了该方法的有效性和可行性。

基于含连通图约束的背包问题的图分割方法

图分割技术(网络分割技术)在互联网研究、交通运输、电网故障诊断和电力系统解列等方面有着重要的意义。首次建立一个新的图分割问题——含连通图约束的背包问题(connected graph constrained knapsack problem,CGKP),并提出其有效近似算法。引入与图连通性相关的4个新节点集合,证明这些新节点集合的性质,并提出这些节点集合的搜索方法;结合新节点集合的性质及搜索算法,通过对含图约束的背包问题近似算法进行扩展,提出求解CGKP的近似算法,并讨论此算法的计算复杂性。算例结果证明了该算法的有效性。因电力系统主动最优解列问题在一定条件下可归结为一个CGKP,该研究成果为电力系统最优主动解列断面搜索问题的求解奠定了理论基础。

Model and Algorithm for the Optimal Controlled Partitioning of Power Systems

解列是电力系统在故障时结构完整性得不到保证的情况下分裂为2个或多个孤立稳定运行子系统的过程或操作。及时恰当的主动解列操作将能有效地避免因保护连锁动作使得电力系统被动解列而崩溃所造成的巨额经济损失。结合图论中的相关概念和输电网最优解列的物理过程，建立电力系统最优主动解列断面选择问题的完整数学模型，并基于含连通图约束的背包问题（connected graph constrained knapsack problem，CGKP）及其求解算法提出“搜索＋调整”的2阶段求解方法。为降低问题的复杂性，将完整数学模型分解成图的最优平衡分割问题和基于优化潮流的调节问题，并分2个阶段分别求解。其中，图的最优平衡分割问题又被分解成多个CGKP，利用基于含CGKP的图分割方法进行求解。所提出的主动解列策略具有较强理论基础，计算复杂度低，算例的计算结果证明了该模型及算法的正确性和有效性。

电力系统主动解列断面搜索的研究

进行了IEEE 39节点系统失稳分析;运用基于含连通图约束的背包问题(connected graph constrained knapsack problem,CGKP)的模型和算法,进行IEEE 39节点主动解列断面搜索,对CGKP不足提出了改进意见;给出了针对福建系统类似问题的分析方向。