[发明专利]基于原对偶内点法的混合直流输电系统最优潮流方法

说明书

技术领域

发明属于电力系统运行和控制技术领域，特别涉及一种基于原对偶内点法的混合直流输电系统最优潮流方法。

背景技术

随着电网建设的发展，直流输电在电力系统的研究和电网的实际运行中正扮演着越来越重要的角色。传统高压直流输电，以电流源换流器(current source converter，CSC)为基础，具有输送容量大、成本低廉、技术成熟等优点，但存在换相失败、控制方式不灵活等问题。新型高压直流输电，以电压源换流器(voltage source converter，VSC)为基础，具有无换相失败、控制方式灵活等优点，且可直接向孤立的远负荷点输送用电，但存在成本较贵、输送容量较低等缺点。

为了扩展直流输电适用性，充分利用CSC和VSC各自的优点，国内外专家学者对此展开了大量的研究工作，提出了混合连接不同类型直流输电系统的构想并对系统进行仿真分析，提出了控制策略，验证了混合交直流输电的稳定性。世界上绝大多数的直流输电系统是传统直流输电系统，在其基础上串联和并联新型直流输电，这将大大提高直流输电的经济性和技术性，但是现在还没有方法可以有效，快速的获得含混合直流输电的电力系统最优潮流。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种能够有效、快速获得混合直流输电系统最优潮流方法。

技术方案：本发明提供了一种基于原对偶内点法的混合直流输电系统最优潮流方法，包括以下步骤：

步骤1：将CSC-HVDC和VSC-HVDC系统接入到电网，根据CSC和VSC稳态模型建立含混合直流输电的电力系统最优潮流模型：

obj.min.f(x)

s.t.h(x)＝0

式中，f(x)为目标函数，h(x)为等式约束条件，g(x)为不等式约束条件；为不等式约束条件的下限，为不等式约束条件的上限。

步骤2：获取电力系统的网络参数；

步骤3：根据步骤1中建立的含混合直流输电的电力系统最优潮流模型，构造拉格朗日函数如下：

其中y＝[y₁,…,y_m]^T为等式约束的拉格朗日乘子，z＝[z₁,…,z_r]^T、w＝[w₁,…,w_r]^T为不等式约束的拉格朗日乘子，l＝[l₁,…,l_r]^T、u＝[u₁,…,u_r]^T为不等式约束的松弛变量，μ是障碍函数的罚因子；

步骤4：程序初始化，设置状态量设置初值、拉格朗日乘子初值和罚因子初值、节点次序优化、形成节点导纳矩阵、恢复迭代计数器k'＝1、设置精度要求ε和最大迭代次数K_max；

步骤5：定义对偶间隙C_Gap＝l^Tz-u^Tw，计算出C_Gap的值并判断C_Gap的值是否满足步骤4中设定的精度要求ε，若满足，则输出计算结果并停止执行后续步骤，若不满足，则继续执行步骤6；

步骤6：根据公式μ＝σC_Gap/2r计算扰动因子μ；

步骤7：根据以下方程求解Δx,Δy,Δl,Δu,Δz,Δw：

其中：Δx、Δy、Δz、Δl、Δu、Δw为x、y、z、l、u、w的修正量；

步骤8：确定原始变量和对偶变量的迭代步长：

步骤9：更新原始变量及拉格朗日乘子；

步骤10：判断迭代次数是否大于K_max，若大于，则退出程序并输出计算不收敛的结果，若不大于，则置迭代次数k'值加1，返回步骤5。

工作原理：本发明主要用松弛变量将不等式约束转化为等式约束，再利用拉格朗日乘子将约束引入到目标函数中，并对松弛变量用障碍函数法进行约束，从而计算出含混合直流输电的电力系统最优潮流。