[发明专利]电力系统最优经济潮流计算方法

摘要

灵活高效，安全经济的电力系统运行方式是在电力系统建设中所追求的。建设更加经济有效的智能电网，对电网中的运行方法进行决策，使得能量管理等技术更加智能化，是现代智能电网建设的要求。为此，本发明提供了一种基于IBOA的电力系统最优经济潮流计算方法，利用IBOA算法对针对电力系统建立的目标函数的最优解，从而得到最优经济潮流。

主权项

1.一种基于IBOA的电力系统最优经济潮流计算方法，电力系统中包括多个节点及多个发电单元，电力系统的节点分为PQ节点，PV节点还有平衡节点三类，其中平衡节点的选取一般选择在系统中担任调频调压的某一发电机或发电厂，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、电力系统的等式约束条件为：式中，P_gi与Q_gi分别为电力系统的节点i的有功出力和无功出力；P_di与Q_di分别为节点i的有功负荷和无功负荷；G_ij与B_ij分别为节点i的导纳矩阵的第i行第j列元素的实部与虚部；V_i与θ_i分别为节点i的电压幅值与相角；θ_ij＝θ_i‑θ_j为节点i与节点j之间的相位差；S_d为系统所有节点集合；步骤2、由步骤1得到的等式约束条件处理得到等式约束关系函数f₁(t)、f₂(t)如下所示：步骤3、在等式约束关系函数f₁(t)、f₂(t)中加入容忍值δ，使等式约束关系函数f₁(t)、f₂(t)转化为不等式约束函数h₁(t)、h₂(t)如下所示：h₁(t)＝f₁(t)‑δ≤0h₂(t)＝f₂(t)‑δ≤0步骤4、设定不等式约束条件为：P_{gi_min}≤P_gi≤P_{gi_max}，i∈S_gV_{i_min}≤V_i≤V_{i_max}，i∈S_d|P_ij|＝|V_iV_j(G_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)‑V_i²G_ij|≤|P_{ij_max}|式中，P_{gi_min}与P_{gi_max}分别为发电单元i有功出力上、下限约束条件；S_g为所有发电单元集合；V_{i_min}与V_{i_max}分别为节点i电压上、下限约束条件；V_i为节点i的电压幅值；|P_{ij_max}|为节点i与节点j之间线路有功潮流的上限约束条件；P_ij为节点i与节点j之间线路有功潮流；V_j为节点j的电压幅值；步骤5、由不等式约束条件处理得到不等式约束函数g₃(t)、g₄(t)、g₅(t)、g₆(t)、g₇(t)如下所示：g₃(t)＝P_{gi_min}‑P_gi≤0；g₄(t)＝P_gi‑P_{gi_max}≤0；i∈S_gg₅(t)＝V_{i_min}‑V_i≤0；g₆(t)＝V_i‑V_{i_max}≤0；i∈S_dg₇(t)＝|P_ij|‑|P_{ij_max}|＝|V_iV_j(G_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)‑V_i²G_ij|‑|P_{ij_max}|≤0步骤6、将转换后的不等式约束函数g₃(t)、g₄(t)、g₅(t)、g₆(t)、g₇(t)与不等式约束函数h₁(t)、h₂(t)处理，使之与0进行比较，来获取个体的违反约束度，并引入G(t)函数表示：则由上式可以计算出个体违反约束度G(t)为：步骤7、电力系统运行的优化，电力系统运行成本最小运行目标，数学表达式如下：式中，a_i、b_i、c_i分别为消耗特性曲线参数，P_gi为第i台发电机的有功功率；电力系统有功网损最低运行目标，其数学模型归纳为：步骤8、引入网损成本系数λ，将网损最小运行目标折算到成本运行目标上，将步骤7简化成单目标问题，数学表达式如下：minF＝min(f₁+λf₂)因此转化后的非约束优化问题描述成：即目标函数简化为：式中，u_k＞0为惩罚系数，且足够大；步骤9、利用蝙蝠算法计算步骤8得到的目标函数的最优解，该最优解即为电力系统的最优经济潮流。