[发明专利]一种基于热启动环境的解耦的半线性化最优潮流模型

权利要求书

1.一种基于热启动环境的解耦的半线性化最优潮流模型，其特征在于：包括以下步骤：

(1)分析交流最优潮流模型的非线性特征；

(2)对交流最优潮流模型中的系统功率平衡方程中的三角函数项进行多项式拟合，并利用系统运行特性，将电压幅值和电压相角解耦；

(3)对解耦的功率平衡方程中的电压相角二次项通过泰勒级数展开的方式进行线性化处理，从而减轻方程的非线性程度；

(4)利用基于网损等值负荷的直流最优潮流模型所得结果作为相角二次项泰勒级数展开的操作点，提高模型的计算精度；

(5)通过算例测试验证模型的精确性和高效性；

其中，步骤(1)中对交流最优潮流模型的非线性特征进行分析，首先给出交流最优潮流模型的标准形式：

式中：n_g表示发电机个数，a_2i、a_1i和a_0i为第i台发电机耗费特性参数，P_Gi、Q_Gi分别为第i台发电机的有功出力和无功出力，P_Gk、Q_Gk分别为连接在节点i上的第k台发电机的有功出力和无功出力，P_Di、Q_Di分别为节点i的有功负荷和无功负荷，U_i为节点i的电压幅值，θ_ij＝θ_i-θ_j为节点i和节点j的电压相角差，G_ij、B_ij分别为导纳矩阵第i行第j列元素的实部和虚部，G_ii、B_ii分别为节点i自导纳的实部和虚部，n_b为系统的节点个数，P_Li、Q_Li为第i条支路的有功和无功潮流，n_L为系统的支路条数，*、分别为各变量的下限和上限；

步骤(2)中对系统功率平衡方程中的三角函数项进行多项式拟合，并利用系统运行特性，将电压幅值和电压相角解耦，其具体步骤为：

3.1由交流最优潮流模型可推导得到线路潮流表达式为：

式中：P_ij、Q_ij分别为线路ij的有功潮流和无功潮流，g_ij、b_ij分别为线路ij的电导和电纳；

3.2由于电力系统在运行过程中，线路两端的相角差通常在到之间，根据这一特性，利用MATLAB拟合工具箱对系统功率平衡方程中的三角函数项进行拟合，得到以下表达式：

3.3由于在电力系统运行过程中，节点电压始终维持在1pu左右，因此有U_iU_j≈1，故可以得到以下近似：

3.4将3.2-3.3所述表达式代入3.1所述线路潮流方程中，可得到电压幅值和相角解耦的线路潮流表达式为：

其中，C1＝0.97，C2＝0.49；

步骤(3)对解耦的功率平衡方程中的电压相角二次项通过泰勒级数展开的方式进行线性化处理，减轻方程的非线性程度，其具体步骤为：

将线路潮流表达式中θ_ij的二次项进行泰勒级数展开，取其一阶项，并忽略截断误差，可得以下近似：

将上式代入解耦的线路潮流方程中，可得：

式中：θ_ij,0为进行泰勒级数展开的基准点，即操作点；

此时，功率平衡方程可写为：

2.如权利要求1所述的基于热启动环境的解耦的半线性化最优潮流模型，其特征在于：利用基于网损等值负荷的直流最优潮流模型所得结果作为相角二次项泰勒级数展开的操作点。