[发明专利]一种基于函数最佳平方逼近的线性潮流获取方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于函数最佳平方逼近的线性潮流获取方法和装置，属于电气工程技术领域，首先收集所在电网的结构以及常规参数，然后基于交流线路模型建立电力系统潮流方程，再将传统一元函数最佳平方逼近理论推广到三元函数的情形，再然后定义所考虑的逼近区域，最后基于所推广的理论将非线性的潮流方程线性化，并采用变量线性变换方法简化模型构建过程。本发明在较大运行范围内的整体精度，以适应高比例可再生能源接入电力系统的优化分析要求；采用的变量线性变换策略，能够有效降低模型构建过程中的代数计算量，显著改善计算效率；线性化后的潮流方程，能够考虑电力系统中的无功、电压和损耗，可广泛用于电力系统各种应用场景。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地，涉及一种基于函数最佳平方逼近的线性潮流获取方法和装置。

背景技术

潮流模型是电力系统优化运行的基础。交流潮流模型计算精度高，能完整反映电力系统的真实运行状态，但其强非线性特征使得计算收敛性无法保证，且容易陷入局部最优解。针对此，现有研究中提出了多种线性化潮流模型，其有利于将优化问题建立为线性规划的形式，在计算效率和收敛性上具有较大优势。

目前电力工业中应用最普遍的直流潮流模型便是一种经典的线性化潮流模型，但它忽略了系统的有功损耗及支路无功功率的影响。近年来有学者基于泰勒展开原理，结合DCPF中的部分假设构建线性化潮流模型。还有学者提出了基于泰勒展开的线性化潮流模型的一般表达式，揭示了其差异性的本质是通过选择不同的状态变量函数形式实现变量空间的不同非线性变换，并提出了一种状态变量函数形式的归一化表达方法以及潮流方程最优状态空间的选取方法。

然而，随着可再生能源渗透率不断提高，电力系统将更加频繁地在大功率波动工况下运行，对线性化潮流模型提出了新的要求，即需要线性化模型能够适应更大范围功率波动的系统工况。由于泰勒展开固有的局部数学性质，现有线性化潮流模型通常在展开点附近具有良好的精度，而当系统运行点远离展开点时，模型的精度通常难以适应实际应用的精度要求，高比例可再生能源的接入严重影响了现有线性化潮流模型的精度。因此，亟需一种能够适应电力系统更大运行范围的线性化潮流模型。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于函数最佳平方逼近的线性潮流获取方法和装置，其目的在于，将传统的一元函数最佳平方逼近理论推广至三元函数的情形，并应用于非线性潮流模型线性化，建立所考虑逼近区域内具有最小平方误差的线性化潮流模型，以适应大功率波动工况电力系统的精度要求，由此解决现有线性化潮流模型的精度低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于函数最佳平方逼近的线性潮流获取方法，包括：

S1：采集电力系统的常规参数，所述常规参数至少包括：节点个数N_b，任意两个节点形成的线路j的电阻r_j、电抗x_j、对地电纳b_j、对地电导g_j；

S2：基于所述常规参数和交流线路模型建立电力系统潮流方程，所述电力系统潮流方程用于描述线路(i，j)上节点i传输至节点j的有功功率和无功功率；

S3：将一元函数最佳平方逼近理论推广至三元情形得到三元函数逼近理论；

S4：构造逼近区域并利用所述三元函数逼近理论对所述电力系统潮流方程进行线性化处理得到线性化潮流模型，所述线性化潮流模型用于描述线性潮流。

在其中一个实施例中，所述S2中的电力系统潮流方程为：