[发明专利]基于预测-校正内点法的VSC-HVDC交直流最优潮流方法

摘要

本发明公布了一种基于预测-校正内点法的电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)交直流最优潮流方法。基于VSC-HVDC的稳态模型，将直流网络与交流系统结合起来，对交直流系统进行联立优化求解，并对多组算例进行了仿真和分析，算例结果表明本发明提出的预测-校正内点法优化效果显著，并且在解决含VSC-HVDC的最优潮流问题的能力上，该方法较原对偶内点法迭代次数更少，计算量更小。

主权项

一种基于预测‑校正内点法的VSC‑HVDC交直流最优潮流方法，其特征在于所述方法是按以下步骤实现的：(1)获得电力系统的网络参数，包括：母线编号、名称、负荷有功、负荷无功、补偿电容，输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗，发电机有功出力、无功上下限，经济参数；(2)程序初始化，包括：对状态量设置初值、对拉格朗日乘子和罚因子设置初值、节点次序优化、形成节点导纳矩阵、恢复迭代计数器k＝1、设置最大迭代次数Kmax、设置精度要求ε；(3)计算对偶间隙CGap，判断其是否满足CGap＜ε，若是，则输出计算结果，退出循环，若否，则继续；(4)设置扰动因子μ＝0，根据以下公式进行预测，求出仿射方向： H ′ ▿ x h ( x ) ▿ x T h ( x ) 0 Δx aff Δy aff = L x ′ - L y I L - 1 Z 0 I Δz aff Δl aff = - L - 1 L l μ L z + ▿ x T g ( x ) Δx I U - 1 W 0 I Δw aff Δu aff = - U - 1 L u μ - L w - ▿ x T g ( x ) Δx 其中：Δxaff、Δyaff、Δzaff、Δlaff、Δuaff、Δwaff为x、y、z、l、u、w的仿射方向修正量。 L x ′ = L x + ▿ x g ( x ) [ L - 1 ( L l μ + ZL z ) + U - 1 ( L u μ + WL w ) ] H ′ = H - ▿ x g ( x ) [ L - 1 Z - U - 1 W ] ▿ x T g ( x ) H = - [ ▿ x 2 f ( x ) - ▿ x 2 h ( x ) y - ▿ x 2 g ( x ) ( z + w ) ] 确定仿射方向的迭代步长： α p aff = 0.9995 min { min i ( - l i Δl i aff , Δl i aff < 0 ; - u i Δu i aff , Δu i aff < 0 ) , 1 } α d aff = 0.9995 min { min i ( - z i Δz i aff , Δz i aff < 0 ; - w i Δw i aff , Δw i aff > 0 ) , 1 } 计算仿射方向的互补间隙： G Gap aff = ( l + α p aff Δl aff ) ( z + α d aff Δz aff ) - ( u + α p aff Δu aff ) ( w + α d aff Δw aff ) 动态估计中心参数： δ = ( C Gap aff / C Gap ) 3 (5)计算扰动因子μ；(6)对互补松弛条件进行修正： Zl + LΔz = - L l μ - Δ Z aff Δl aff WΔu + UΔw = - L u μ - ΔW aff Δu aff 相应地，L′x修正为： L x ′ ′ = L x ′ + ▿ x g ( x ) ( L - 1 ΔZ aff Δl aff - U - 1 ΔW aff Δu aff ) 根据以下方程求解Δx，Δy，Δl，Δu，Δz，Δw： H ′ ▿ x h ( x ) ▿ x T h ( x ) 0 Δx Δy = L x ′ ′ - L y I L - 1 Z 0 I Δz Δl = - L - 1 L l μ L z + ▿ x T g ( x ) Δx I U - 1 W 0 I Δw Δu = - U - 1 L u μ - L w - ▿ x T g ( x ) Δx 其中：Δx、Δy、Δz、Δl、Δu、Δw为x、y、z、l、u、w的修正量。(7)确定原始变量和对偶变量的迭代步长： α p = 0.9995 min { min i ( - l i Δl i , Δl i < 0 ; - u i Δu i , Δu i < 0 ) , 1 } α d = 0.9995 min { min i ( - z i Δz i , Δz i < 0 ; - w i Δw i , Δw i > 0 ) , 1 } (8)更新原始变量及拉格朗日乘子；(9)判断迭代次数是否大于Kmax，若是，则计算不收敛，退出程序，若否，则置迭代次数加1，返回(3)。