大规模水-火电力系统最优潮流的现代内点算法实现

讨论了如何将现代内点非线性规划算法具体实现的问题。首先,定义了简约修正方程的变量和行的排列顺序,对简约修正方程进行行列变换,导出了一种由4T4T(T是调度周期)块状对角子矩阵组成的新的数据结构。此数据结构与节点导纳矩阵的结构相似,从而原问题的结构得到了充分利用,使得HTOPF问题易于编程与求解。为了清楚起见, 以一个4节点的简单电力系统为例展示了简约修正方程实现的过程。仿真结果表明: 所提算法具有良好的收敛特性和合理的计算时间,对于求解大规模系统问题具有广泛的应用前景。

基于现代内点算法的电力系统最优潮流在线应用软件的开发

基于现代内点算法研发了电力系统最优潮流在线应用软件,解决了电力系统最优潮流在线应用的两大障碍,具有计算时间短、收敛性好等特点。本软件采用现代内点算法,优化了程序本身的结构,减少算法本身的计算时间;同时本软件对约束条件进行自诊断测试,如程序不收敛,可根据一定策略软化约束,提高收敛性。本软件由C语言编写,可跨平台调用,接口方便,是电力系统一种不可缺少的网络分析和优化工具;亦可作为电力系统底层应用模块,为其他高级应用软件提供数据支持。本软件已在上海成功应用。

基于现代内点算法的交、直流混联输电系统充裕度评估

在确定交、直流混联输电系统可靠性模型的基础上,基于元件状态持续时间抽样的蒙特卡罗模拟法抽取系统状态,提出交、直流混联输电系统的负荷削减非线性规划模型,并运用现代内点算法进行求解。算例证明:相对于以往的线性规划模型和求解算法,在保证计算速度的情况下,该模型和算法能获得更精确可信的可靠性指标;通过改进的IEEE30系统进行模拟仿真,验证模型的正确性和算法的有效性。

现代内点理论及其在电力系统经济调度中的应用

提出了一种电力系统经济调度的现代内点算法.它克服了传统方法中难以精确处理不等式约束的弊端,使计算结果更精确;同时采用了一种变量重组和矩阵既约的技术,减少了计算量,加快计算速度.计算结果表明,将现代内点算法用于电力系统的经济调度是非常有效的.

现代内点理论的AC/MTDC系统电压稳定性分析

多端直流输电的出现不可避免,对其电压稳定的研究具有十分重要的意义。为此,采用一种基于现代内点理论的电压稳定临界点算法,对多端交直流混合输电系统的电压稳定临界点进行分析计算。通过对交流系统电压稳定性分析的非线性规划模型的修正,把交流模型和直流模型统一起来,并简捷计及了交直流系统间的相互作用,同时还便于考虑各种不等式约束条件及直流系统不同运行状态和控制方式对电压稳定的影响。该方法简单明了,实例计算结果令人满意。

考虑输电网功率因数的无功优化内点算法

建立了一种考虑输电网功率因数的无功优化模型,并分析了相应的现代内点算法。通过引入输电网功率因数约束,并在等式约束中增加线路传输功率约束,显著降低了求解过程中高阶修正方程系数矩阵的非零注入元素数目,为求解含大规模复杂不等式约束的问题提供了全新的思路。对多个测试系统进行计算的结果表明,算法能显著提高输电网功率因数,计算迅速且收敛性好,满足在线运行要求。

现代内点法在特高压交直流系统中最优潮流分析

针对特高压直流输电工程的联网,研究交直流系统的最优潮流具有重要意义。建立一种大规模特高压交直流系统最优潮流联立求解的数学模型,将交直流系统统一求解,并提出了应用现代内点算法进行求解的方法,对IEEE-118节点系统进行计算,算例结果表明该算法具有收敛性好、鲁棒性稳定等优点,是分析电力系统网络的主要优化算法之一。

求解暂态稳定约束最优潮流模型的递推降阶解耦算法

利用微分代数方程离散化处理后其差分方程所具有的递推特性,结合内点算法修正方程计算,通过对内点修正方程的递推降阶解耦,把含多变量高维微分代数方程约束的电力系统暂态稳定约束最优潮流模型(transient stability constraints optimal power flow,TSCOPF)完全等价地转化为与传统最优潮流模型相同规模的问题来求解。新算法可以方便地应用于并行和分布式计算环境,从而极大地平衡原模型的计算量,提高求解速度。大规模TSCOPF算例结果显示了所提方法的有效性,可提高计算速度数十倍。

基于内点非线性规划的故障切除时间计算

基于插值或曲线拟合方法,以最大切除时间为目标,系统中各发电机转子运动方程均以隐式梯形积分规则差分化并作为等式约束,转子相对角度极限为不等式约束,据此建立了一个完全基于时域仿真及数值计算,并可精确求解给定功角极限下电力系统故障后最大切除时间的非线性规划模型,同时导出求解该模型的现代内点算法。新模型不必进行复杂的数学研究和推导,结构非常简洁、直观,原理清晰明了,求解精度高。同时,由于新模型和方法完全基于时域仿真和数值计算,可以不受限制的采用任一种发电机及负荷模型,适用性强,易于实用化。

变压器绕组参数在线计算方法

在变压器等值回路方程的基础上,提出一种新的变压器绕组匝数比和漏电感参数的计算模型,该模型以回路方程差值最小为目标。采用现代内点算法求解各参数并利用MATLAB编程实现。该方法仅需利用变压器正常运行时的电压、电流信息,不用获取变压器绕组结构参数以及有载调压分接开关位置信息,易于实现。利用ATP软件建立变压器仿真系统,模拟变压器各种正常运行状态,并利用动模实验数据对所提方法进行验证。仿真实验结果表明,所提方法不受变压器运行状态及其三相参数不平衡的影响,具有较高的计算精度。

大规模超高压交直流系统最优潮流的研究

建立了电力系统大规模超高压交直流系统最优潮流联立求解的数学模型,将交流系统和直流系统统一在一个模型里求解,避免了传统的交替计算或功率等价法的不确定性,直接反映直流网络特征和交直流变量之间耦合关系,寻求最优解;同时提出了基于现代内点理论的求解算法,并对节点数118~7060等多个大规模测试或实际系统的仿真计算,表明本算法具有计算时间短、收敛性好等特点,是电力系统主要的网络分析和优化工具之一;亦可作为电力系统底层应用模块,为其他高级应用软件提供数据支持。