[发明专利]一种电力系统非凸双目标最优潮流全局解的搜索方法

说明书

本发明公开了一种电力系统非凸双目标最优潮流全局解的搜索方法，主要是通过电力潮流确定目标函数、等式约束和不等式约束，采用内点法进行三次循环求解，输出两个最优目标函数的全局最优值，以及电力潮流的全局最优解。本发明能够应用于电力系统运行分析、电网调度、安全可靠性分析等方面；通过获取电力网络基本信息，提高电能质量、电网运行稳定性，满足特定的系统运行和安全约束条件，又使得预定的系统性能指标达到最佳的稳定潮流运行状态。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种电力系统非凸双目标最优潮流全局解的搜索方法。

背景技术

最优潮流(Optimal Power Flow，OPF)就是在给定的电力系统结构参数和负荷下，通过调整系统中的控制变量，实现既满足特定的系统运行和安全约束条件，又使得预定的系统性能指标达到最佳的稳定潮流运行状态。最优潮流问题的研究大体分为两个方面：一方面如机组组合问题、动态无功约束等，在最优潮流模型中增加约束条件和优化目标，分析解决大规模电力系统工程问题。另一方面，最优潮流问题往往是NP-hard(Non-deterministic Polynomial)问题，如引入凸规划方法、不确定性算法等优化方法，保证电力系统最优潮流的全局极值精确可靠求解。

优化算法是解决最优潮流问题的重要基础，算法的好坏直接决定了最优潮流解的优劣。现有的全局优化算法，无论是概率性算法还是确定性算法，都有各自的优缺点，仍需完善。概率性算法形式简单、鲁棒性强，但其把优化问题黑箱化、随机搜索的特点使得求解效率不高，受搜索时间限制时往往只得到近似解；确定性搜索算法利用了优化问题的解析信息，有明确的搜索方向，效率高，但当优化问题的解析信息不具备严格全局性质时，则会导致搜索陷入局部极值点。因此若采用传统优化算法只能得到局部极值解，而不能可靠求解全局最优解。

电力系统优化运行问题的解决依赖强有力的工具，而最优潮流便是电力系统运行最为基本、最为重要的分析计算工具之一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明针对电力系统非凸潮流优化问题提出了一种电力系统非凸双目标最优潮流全局解的搜索方法。本发明能够应用于电力系统运行分析、电网调度、安全可靠性分析等方面；通过获取电力网络基本信息，提高电能质量、电网运行稳定性，满足特定的系统运行和安全约束条件，又使得预定的系统性能指标达到最佳的稳定潮流运行状态。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种电力系统非凸双目标最优潮流全局解的搜索方法，包括以下步骤：

步骤一，确定目标函数；

(一)以电力系统所优化方向为目的，确定目标函数

min f(x) (1)

式中，x＝(x₁,x₂,...,x_n)^T∈Rⁿ；

(二)最优潮流问题中的目标函数用如下系统运行指标：

①运行成本：

其中，a_2i、a_1i和a_0i为第i台发电机的耗量特性曲线参数；S_G为节点机组的集合；

②发电损耗：

其中，S_D为节点负荷的集合；S_G为节点机组的集合；

③有功传输损耗：

④无功传输损耗：