7《大系统优化》最优潮流

合集下载

电力系统最优潮流分析

电力系统最优潮流分析

电力系统最优潮流分析电力系统是现代社会中最重要的系统工程之一,为社会生产和人民生活提供了绝大部分能量。

电能的生产需要耗费大量的燃料,而目前电能在输送、分配和消费过程中存在着大量的损耗。

因此如何采取适当措施节约能源,提高整个电力系统的运行效率,优化系统的运行方式,是国内外许多学者一直关注与研究的热点。

电力系统的最优化运行是指在确保电力系统安全运行、满足用户用电需求的前提下,如何通过调度系统中各发电机组或发电厂的运行,从而使系统发电所需的总费用或所消耗的总燃料达到最小的运筹决策问题。

数学上可将此问题描述为非线性规划或混合非线性规划问题。

最优潮流问题是指在满足必须的系统运行和安全约束条件下,通过调整系统中可利用控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。

同经典的经济调度法相比,最优潮流具有全面规划、统筹考虑等优点,它可将安全运行和最优经济运行等问题进行综合考虑,通过统一的数学模型来描述,从而将电力系统对经济性、安全性以及电能质量等方面的要求统一起来。

最优潮流问题的提出把电力系统的最优运行理论提高到一个新的高度,受到了国内外学者高度重视。

最优潮流已在电力系统中的安全运行、电网规划、经济调度、阻塞管理、可靠性分析以及能量管理系统等方面得到了广泛应用,成为了电力系统网络运行分析和优化中不可或缺的工具。

一、最优潮流问题研究的意义最优潮流可将电力系统可靠性与电能质量量化成相应的经济指标,并最终达到优化资源配置、降低成本、提高服务质量的目的。

因此最优潮流研究具有传统潮流计算无法比拟的意义,主要体现在以下两个方面。

一方面,通过最优潮流计算可指导系统调度员的操作,保证系统在经济、安全、可靠的状态下运行。

具体表现为:第一,当所求问题以目标函数、控制变量和约束条件的形式固定下来后,就一定可以求出唯一最优解,并且该结果不受人为因素的影响。

第二,最优潮流的寻优过程可以自动识别界约束,在解逐渐趋于最优的过程中可得到网络传输瓶颈信息,从而可以指导电网扩容与规划。

PSAS7.0最优潮流模块使用技巧

PSAS7.0最优潮流模块使用技巧

PSASP7.0最优潮流模块的使用技巧1.不同应用功能的设置方法具体应用时,最优潮流可分为有功优化、无功优化、有功无功混合优化三种应用领域,具体设置方法如下:1)无功优化:目标函数选择“网损最小”或者“无功补偿经济效益最大”,控制变量选择发电机无功功率、无功补偿设备和有载调压变压器的档位,即可实现通过优化系统无功电源的分布,达到降损调压、合理配置无功补偿设备的优化目标;2)有功优化:目标函数只选择“自定义”里的“发电机有功费用最小”,控制变量选择发电机有功功率时,即可实现通过优化系统有功电源的分布,达到有功功率总费用最小的优化目标;3)有功无功混合优化:目标函数选择“自定义”里的各种无功优化和有功优化目标函数的组合,控制变量综合考虑有功、无功功率的调节手段时,则为有功无功混合优化。

2.电压上下限的设置电压约束是最经常考虑的运行约束条件。

电压上下限设置窗口里提供了丰富的辅助按钮帮助用户设置。

其中,“显示越限”单选框最常用,可只显示初始潮流的越限母线信息。

由于内点法对初值要求比较高,若初始潮流的母线电压存在不合理,将对收敛性有很大影响。

因此需检查初始潮流已经越限的母线,必要时调整潮流方式或调整电压上下限值。

尽可能使初始潮流中不存在越限母线。

“列替换”按钮可批量替换电压上下限值,具体使用参考用户手册。

“刷新限制”按钮将所有母线的上下限值重新设定为缺省值。

缺省值取基础数据库的“母线数据”母线电压上、下限值,若基础库中这两个值均为0,则自动取潮流作业中设定的系统电压上、下限。

此外,当潮流作业发生变化时,应重新进入电压上下限设置窗口,重新检查母线电压上下限设置。

3.计算方法的选择程序提供了四种计算方法。

其中线性规划法的收敛性好,但收敛结果往往不好,最后找到的最优点可能即为初始点或离初始点较近,不推荐使用。

内点法在经典的牛顿法基础上进行改进,收敛性好,计算稳定,推荐使用。

但内点法不能处理有功优化和有功无功混合优化,此时推荐采用牛顿法。

matpower最优潮流 约束方程

matpower最优潮流 约束方程

文章题目:深度解析matpower最优潮流算法中的约束方程在电力系统中,最优潮流算法是一种重要的数学工具,用于计算电力系统中节点电压、功率和相角的最优值,以帮助系统运行、规划和设计。

而matpower最优潮流算法则是目前应用较为广泛的一种方法之一。

在本文中,我们将深入探讨matpower最优潮流算法中的约束方程,以全面理解其作用和影响。

1. 理解matpower最优潮流算法matpower是一种用于电力系统仿真、分析和优化的工具箱,其中包含了各种电力系统计算的算法和模型。

其中,最优潮流算法是matpower中的重要功能之一,用于解决电力系统中的最优化问题,以达到系统运行的最佳状态。

2. 约束方程在最优潮流中的作用在最优潮流算法中,约束方程起着至关重要的作用。

它们用于描述电力系统中各种限制条件和约束条件,如功率平衡、电压限制、线路容量限制等。

这些约束方程不仅保证了电力系统的安全可靠运行,还能够在最优潮流计算中得到充分体现。

3. 深度解析matpower最优潮流中的约束方程在matpower最优潮流算法的运行中,约束方程涵盖了诸多方面的限制条件。

功率平衡方程是其中最为基础的约束方程之一,它描述了系统中各节点的有功和无功功率之间的平衡关系。

电压限制方程用于限制系统中节点电压的幅值范围,以保证系统电压的稳定性和可靠性。

线路容量方程和对应的输电线路参数也是约束方程中的重要内容,它们限制了传输线路的最大功率传输能力,以防止线路过载和过压。

通过深度解析matpower最优潮流中的约束方程,我们可以更好地理解其对最优潮流计算的影响和作用。

在实际应用中,充分考虑约束方程的影响,能够更准确地计算系统的最优状态,提高系统运行效率和可靠性。

4. 个人观点与理解在我看来,约束方程在matpower最优潮流算法中扮演着至关重要的角色。

它们不仅保证了电力系统的安全运行,还能够在优化计算中进行准确的约束和限制。

通过不断深入学习和理解约束方程,我们可以更好地应用最优潮流算法解决实际电力系统中的问题,推动电力系统的发展和进步。

最优潮流

最优潮流

最优潮流算法概述摘要:最优潮流是一类典型的非线性规划问题, 在电力系统中求解最优潮流是一项基本而重要的工作。

本文论述了最优潮流算法问题, 对其中经典的简化梯度法、牛顿法、内点法、序列二次规划法、以及混合序列法做了详细介绍,并对智能化的潮流算法,如遗传算法、模拟退火法等进行了探讨,同时做了相应的比较。

然后结合最优潮流在电力市场下的应用进行了分析,最后指出最优潮流发展所面临的问题,并深入研究。

一引言最优潮流OPF (Optima l Power Flow)是指从电力系统优化运行的角度来调整系统中各种控制设备的参数,在满足节点正常功率平衡及各种安全指标的约束下,实现目标函数最小化的优化过程。

它将电网的经济调度、质量控制和安全运行统一协调起来,对电力系统的规划和运行有着重要意义。

最优潮流能够统一考虑电力系统在安全、经济和电压质量各方面的要求。

最优潮流问题,实质上是在满足一定的安全约束条件下,使目标函数达到最优的非线性规划问题。

具体地说,最优潮流是研究当系统的结构参数及负荷情况给定时,通过系统变量的优选,所能找到的能满足所有指定的约束条件,并使系统的一个或多个目标达到最优时的潮流分布。

1962年, J. Carpentier介绍了一种以非线性规划方法来解决经济分配问题的方法[1],首次引入了电压约束和其它运行约束。

电力系统最优潮流是经过优化的潮流分布, 其数学模型可以表示为:,min(,)..(,)0(,)0fs t gh⎧⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩u xu xu xu x(1.1)其中目标函数f 及等式、不等式约束g 及h中的大部分约束都是变量的非线性函数, 因此电力系统的最优潮流计算是一个典型的有约束非线性规划问题。

本文论述了最优潮流算问题, 对其中的简化梯度法、牛顿法、内点法、序列二次规划法、遗传算法模拟退火法等进行了详细的比较。

二经典的最优潮流计算方法电力系统最优潮流的经典解算方法主要是指以简化梯度法、牛顿法、内点法和解耦法为代表的基于线性规划和非线性规划以及解耦原则的解算方法,是研究最多的最优潮流算法,这类算法的特点是以一阶或二阶梯度作为寻找最优解的主要信息。

最优潮流分布

最优潮流分布

电力系统最优潮流的发展电力系统最优潮流(Optimal Power Flow)的历史可以追溯到20世纪20年代出现的经济负荷调度。

基于等耗量微增率协调方程式的经典经济调度方法虽然方法简单、计算速度快、可实时应用,但在处理节点电压越限及线路过负荷等安全约束问题时却无能为力。

经济调度可以看作为简化版OPF,两者同属优化问题。

经济调度目标关注发电机有功分配,等数约束仅为有功潮流方程式。

随着电力系统规模日益扩大及一些特大事故的发生,电力系统运行的安全性被提到一个新的高度上来。

因此人们越来越迫切要求将经济和安全问题统一考虑,最优潮流应运而生。

最优潮流模型最早是由法国的J.Carpentier于1962年提出,40多年以来广大学者对最优潮流问题进行了大量研究,最优潮流可看作是经典经济调度理论的延伸和发展,能够同时兼顾安全性与经济性并综合考虑有功和无功优化问题。

OPF 是一个典型的非线性规划问题,通常的数学描述为:目标函数:min F(X)约束条件(包括等式约束和不等式约束):G(X)=0 (1)H(X)≤0式中,F(X)是标量目标函数,可以为系统的发电费用函数、系统的有功网损、无功补偿的经济效益等;X 包括系统的控制变量(如发电机有功无功输出功率,有载调压变压器分接头档位,电容器/电抗器投切组数等)状态变量(如节点电压幅值和相角); G(X)为等式约束,即节点注入潮流方程;H(X)为系统的各种安全约束,包括节点电压约束、发电机节点的有功无功功率约束、支路潮流约束、变压器变比约束、电容器/电抗器组数约束、线路两端电压相角约束等;现在所使用的最优潮流的软件都是基于这种模型为基础。

OPF 在数学上是一类多变量、高维数、多约束、连续和离散的变量共存混合非线性优化问题。

40 多年来,很多学者对其进行了大量的研究,就如何改善算法的收敛性能、提高计算速度等目的,提出了最优潮流算法的各种方法,取得了不少成果。

当前的研究重点主要是在目标函数的内容和不等式约束的处理上,于是形成了各种不同的 OPF 算法。

现代电力系统分析理论与方法 第7章 电力系统最优潮流

现代电力系统分析理论与方法 第7章 电力系统最优潮流

最优潮流计算
在系统的结构参数及负荷情况给定情况下,通过控制变量的优选, 找到能够满足所有给定的约束条件,并使系统的某一技术指标达到 最优(如网损、煤耗)时的潮流分布。
注:u为待选变量 约束条件分为等式约束条件和不等式约束条件。 采用的方法为:非线性规划
4
第一节
概述
随着电力系统规模扩大,对计算速度和系统安全性提出了更高要求,这 些经典调度理论已不能满足要求。将电力系统的潮流计算和优化理论结合, 并且计及系统的各种约束条件和电能质量,即形成了经典的优化理论—— 最优潮流(OPF)。OPF已在电力市场很多经济理论中广泛应用。
11
第二节
最优潮流的数学模型
考虑电力系统的经济因素,20世纪60年代末出现了一些经济调度理论, 例如最优分配有功负荷分布的等耗量微增率和无功电源最优分布的等网损 微增率。等耗量微增率准则是指系统所有发电机组具有同样的耗量微增率 时,系统运行所需要的费用最小,等网损微增率是指系统所有无功电源配 置具有相同的网损微增率时,系统网损最小。
最优潮 流的目 标函数
全系统火电机组燃料总费用,即 f Ki (PGi ) inG
式中:nG 为全系统所有发电机的集合,Ki (PGi ) 为第i台发 电机的耗量特性,一般用二次多项式表示,PGi 为第i台发电
机的有功出力。
有功网损,即 f (Pij Pji ) (i, j )nl 式中,nl 表示所有支路的集合。 9
可以证明最优潮流包含了等耗量微增率和等网损微增率,是这2个准则 在电力系统中的进一步发展运用(通过对目标函数的比较、约束条件的比 较、物理含义的分析等等)。
12
第三节
最优潮流的简化梯度算法
13
第三节

电力系统的最优潮流与经济调度

电力系统的最优潮流与经济调度

电力系统的最优潮流与经济调度一、引言电力系统是现代社会经济运行的关键基础设施之一,其可靠性和经济性对于国家和地区的发展至关重要。

在电力系统中,潮流和经济调度是两个核心问题,它们直接影响系统的运行效果和成本。

本报告将探讨电力系统最优潮流和经济调度的相关理论和方法,并分析其在实际应用中的现状和挑战。

二、最优潮流的基本原理1. 潮流方程与节点功率平衡在电力系统中,各节点的潮流满足潮流方程和节点功率平衡条件。

潮流方程是描述电力系统各节点间潮流关系的数学方程,节点功率平衡要求系统中吸入和发出的功率之和为零。

2. 潮流计算方法常见的潮流计算方法包括直流潮流计算方法和交流潮流计算方法。

直流潮流计算方法是一种近似计算方法,简化了复杂的交流潮流计算过程,适用于小规模系统;交流潮流计算方法基于牛顿-拉夫逊法等数值计算方法,能够较准确地计算大规模电力系统的潮流。

3. 最优潮流的概念与求解最优潮流是指在满足各种约束条件下,使系统总成本达到最小的潮流分布。

最优潮流问题的求解可以通过数学规划方法和基于智能算法的优化方法。

其中,数学规划方法包括线性规划、非线性规划和混合整数规划等;基于智能算法的优化方法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。

三、经济调度的基本原理1. 发电机组经济调度发电机组的经济调度是指在满足电网需求和各种约束条件的前提下,确定发电机组出力的最优分配。

经济调度需要考虑电网的负荷需求、发电成本、发电机组的技术特性等因素。

2. 输电网的经济调度输电网的经济调度是指在满足电网功率平衡和各种约束条件的情况下,使输电网中的电力传输效率最大化。

经济调度需要考虑输电线路的损耗、电压稳定性、线路容载能力等因素。

3. 负荷与供电平衡经济调度需要实现负荷与供电平衡,即通过调整发电机组出力和调度输电线路,使得供电与负荷之间的差距最小化。

负荷与供电平衡是保证电力系统稳定运行和供电可靠性的基本要求。

四、最优潮流与经济调度的应用与挑战1. 应用案例:电力系统规划与运行最优潮流与经济调度在电力系统规划和运行中有着重要的应用。

最优潮流

最优潮流
最优潮流问题特点迭代算法及收敛性最优潮流求解过程是一个迭代过程因此存在迭代是否收敛问题最优解的多值性和存在性最优潮流问题是典型的非线性规划问题从数学观点看应该有多组解由于最优潮流考虑的约束包括运行约束和安全约束比较多在某些情况会出现无解的情非线性规划法nonlinearprogrammingnlp二次规划法quadraticprogrammingqp线性规划法linearprogramminglp人工智能方法非线性规划法有约束非线性规划方法的基本思想是利用拉格朗日乘子法和罚函数法建立增广目标函数使有约束非线性规划问题转化为无约束的非线性规划问题然后利用不用的数学方法优化求解
线性规划法(linear Programming, LP) 混合规划法 内点算法 人工智能方法
非线性规划法
有约束非线性规划方法的基本思想是利用拉 格朗日乘子法和罚函数法建立增广目标函 数,使有约束非线性规划问题转化为无约束 的非线性规划问题,然后利用不用的数学方 法优化求解。
第一个成功的最优潮流算法是Dommel 和Tinnery于1968年提出的简化 梯度算法。
μ = lT z − uT w
2r
Gap = lT z − uT w
如果参数 μ 按上式取值时,算法的收敛性较
差,所以建议采用
μ = σ Gap
2r
σ ∈ (0,1) 为中心参数,一般取0.1,在大多数
场合可获得较好的收敛效果。
线性化的方程为
[ ] −

2 x
f
(
x
)


2 x
h(
x)
y


2 x
⎢⎢∇
T x
h(
x
)
0

常见最优潮流算法分析

常见最优潮流算法分析
min cx s.t. Ax≤b 其中 c,x∈Rn,A 是 m×n 矩阵。内点法的基本思想是从内点出发,沿 可行方向求出使目标函数值下降的后继内点,再从得到的内点出发,沿 另一个可行方向求出使目标函数值下降的内点,重复以上步骤,得出一 个由内点组成的序列,使得目标函数值严格单调下降,当满足终止条件 时停止迭代。 虽然用梯度法与牛顿法求解大规模电力系统问题已不太困难,但 是这些方法在处理不等式约束集方面仍有困难。解决的方法有罚函数 法、乘子罚函数法、GRG 法和积极约束集启发式策略法。罚函数法在罚 因子增大时,容易造成 Hessian 矩阵条件数过大的病态;乘子罚函数法 的罚因子选择对于不同的系统需要进行大量的试探工作,同时在处理 的不等式约束过多时,容易出现交替违反的现象;GRG 法在状态变量和 控制变量的划分上变动频繁,给计算带来一定的难度;积极约束集启发 式策略法,虽然一些改进策略使得对于识别起作用不等式约束集的工 作得到一定进展,然而伴随着约束的进入与退出起作用集,其计算量仍
[摘 要]最优化理论和算法是一个重要的数学分支,它研究的问题是讨论如何在众多的方案中找出最优方案的方法。这类问题普 遍存在。其中对于电力系统来说,最优潮流就属于这类问题。随着最优化理论的发展,最优潮流的算法层出不穷。本文回顾了近二 十年来最优潮流的逐步发展的过程,较为详细地分析了几种经典的优化方法,同时总结了各种优化方法的优缺点,并对最优潮流的 进一步发展进行了深入的探讨。 [关键词]最优潮流 线性规划 非线性规划
2.3 内点法 1984 年,印度数学家 N.Karmarkar 提出了在线性规划中具有多项 式时间复杂度的算法,即内点法。内点法最初是作为一种线性规划算 法,是为了解决单纯形法计算量随变量规模急剧增加而提出来的。它本 质上是拉格朗日函数、牛顿法和对数障碍函数法三者的结合。内点法的 迭代次数和系统规模无关且始终在可行域内部寻优;并且在可行域边 界设置一道障碍,当迭代靠近边界时函数值陡增,使迭代点始终位于可 行域内部,因此也称之为障碍函数法。 考虑线性问题的一般形式:

现代电力系统分析复习资料----名词解释

现代电力系统分析复习资料----名词解释

名词解释:静态等值:在一定稳态下,内部系统保持不变,而把外部系统用简化网络来代替。

等值前后边界节点电压和联络线传输功率应相等,当内部系统区域内运行条件发生变化时,以等值网络代替外部系统后的分析结果应与简化等值前有全系统计算分析的结果相近,这种与潮流计算、静态安全分析有关的简化等值方法就是电力系统静态等值方法。

静态安全分析:判断系统发生预想事故后是否出现过负荷及电压越界。

不良数据:误差特别大的数据。

由于种种原因(如信道干扰导致数据失真,互感器或两侧设备损坏,系统维护不及时等),电力系统的某些遥测结果可能远离其真值,遥信结果也可能有错误。

这些量测称为坏数据或不良数据。

最优潮流:当系统的结构和参数以及负荷情况给定时,通过优选控制变量所找到的能满足所有指定的约束条件,并使系统的某个性能或目标函数达到最优的潮流分布。

电力系统安全稳定控制的目的:实现正常运行情况和偶然事故情况下都能保证电网各运行参数均在允许范围内,安全、可靠的向用户供给质量合格的电能。

也就是所,电力系统运行是必须满足两个约束条件:等式约束条件和不等式约束条件。

小扰动稳定性/静态稳定性:如果对于摸个静态运行条件,系统是静态稳定的,那么当受到任何扰动后,系统达到一个与发生扰动前相同或接近的运行状态。

这种稳定性即称为小扰动稳定性。

也可以称为静态稳定性。

暂态稳定性/大扰动稳定性:如果对于某个静态运行条件及某种干扰,系统是暂态稳定的,那么当经历这个扰动后系统可以达到一个可以接受的正常的稳态运行状态。

动态稳定性:指电力系统受到小的或大的扰动后,在自动调节和控制装置的作用下,保持长过程的运行稳定性的能力。

静态安全分析:判断系统发生预想事故后是否出现过负荷及电压越界。

极限切除角:保持暂态稳定前提下最大运行切除角。

能量管理系统:以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统,主要包括:SCADA系统(以硬件为主进行数据采集和监控)和高级应用软件。

高级应用软件又包括:发电AGC和电网控制,电网控制包括状态估计、静态安全分析、最优潮流和调度员潮流。

潮流、最优潮流、状态估计的异同分析

潮流、最优潮流、状态估计的异同分析
潮流、最优潮流、状态估计的异同
本文针对潮流、状态估计及最优潮流三个问题,给出这三个问题的定义,并论述他们之 间的关系,在有功方式给定的前提下,若以电网损耗最小为目标,给出数学模型和核心的求 解过程。 1、潮流 潮流就是电力系统网络拓扑中功率的分布、流动。系统中的功率,总是从电压高的地方 流向电压低的地方。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条 件, 确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。 通常给定的运行条件有系统中各电源和 负荷点的功率、节点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节 点的电压幅值和相角,以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 2、状态估计 电力系统状态估计是 EMS 的重要组成部分,也叫做实时潮流,是在给定网络接线、支 路参数和量测系统的条件下所进行的估计以及对不良数据进行的检测辨识过程, 利用实时量 测系统的冗余度来提高系统运行能力。 具体过程为利用各种量测工具, 获得系统中电气量的 实时数据, 然后运用最小二乘法等工具, 对获得的生数据进行筛选、 加工, 并剔除错误数据, 或者得到量测系统无法直接测出的电气量, 使最后得到系统电气量的实时数据最为精确、 可 靠。 状态估计过程为:传入遥测,遥信数据-->遥信验错-->网络拓扑分析-->最小二乘状态估 计<-->不良数据辨识-->估计出系统状态。其中最小二乘状态估计和不良数据辨识是交替进行 的。 3、最优潮流 最优潮流,简单来说就是针对不同目标函数,带约束条件的潮流优化问题。严格来说, 就是当系统的结构和参数以及负荷情况给定时, 通过优选控制变量所找到的能满足所有指定 约束条件,并使系统的某一个性能指标或目标函数达到最优时的潮流分布。 最优潮流的目标函数有许多形式,包括全系统火电机组燃料总费用、有功网损、系统总 发电成本、有功传输容量等;约束包括功率出力上下限、变压器抽头位置约束、线路传输最 大功率容量约束、节点电压幅值约束等。 4、潮流、状态估计、最优潮流的关系 在电力系统的实际调度操作中, 潮流和最优潮流都要在状态估计的基础上进行。 状态估 计是在量测类型和数量上扩展了的一种广义潮流, 常规潮流算法则是限定量测类型为节点注 入功率或电压幅值条件下的侠义潮流; 最优潮流则是针对不同目标函数, 带约束条件的潮流 优化问题。 我们往往预先知道系统的网络接线和线路参数, 若要进行系统调度, 还需要知道系统运 行中的各种实时数据,比如电压幅值、相角、电流、功率等。这些电气量只能根据系统中各 种量测元件获得。 然而由于量测工具本身的误差、 数据传输的干扰以及采集数据不同步等因 素,造成获得的实时数据精度低、不完整,有时甚至有错误数据。因此要利用状态估计对系 统的实时数据进行筛选加工、 并剔除错误数据或者得到量测系统无法直接测出的电气量。 通 过状态估计得出系统较为准确的实时数据后, 再利用这些数据进行系统的潮流计算、 最优潮 流、经济调度等工作。 在本质上, 状态估计是在量测类型和数量上扩展了的一种广义潮流, 由于量测系统的冗 余导致状态估计的量测类型和变量数目远多于常规潮流; 而常规潮流算法则是限定量测类型 为节点注入功率或电压幅值条件下的侠义潮流。 最优潮流可以理解为“在潮流中选择最好的潮流” 。当进行特定目标的计算,比如系统

电力系统最优潮流计算

电力系统最优潮流计算

电力系统最优潮流计算电力系统最优潮流计算是电力系统运行和规划中的重要技术,主要用于求解电力系统中节点电压和线路功率的最优配置问题。

它通过对电力系统进行建模和分析,能够确定电压稳定和线路负载等限制条件下的最优操作方式,从而提高电网运行效率和电能利用效率。

电力系统最优潮流计算的目标是寻找一组合理的电力系统操作变量,使得系统总损耗最小或者系统总供电能力最大。

这里的操作变量包括发电机出力、线路功率、节点电压等,通过对这些变量的优化配比,可以达到最佳的电力系统运行状态。

最优潮流计算的核心是建立电力系统的潮流模型,通过对节点电压和线路功率之间的关系进行建模和求解,确定系统的运行状态。

在建模过程中,需要考虑电力设备的运行特性、线路的阻抗特性、运行约束条件等因素,以保证计算结果的准确性和可靠性。

在最优潮流计算中,还需要考虑到电力系统的经济性和可靠性。

经济性指的是在满足电力供需平衡和安全运行的前提下,尽量减少电力系统的总成本,包括发电成本、输电损耗和设备维护成本等。

可靠性则是指在各种故障和异常情况下,保证电力系统的稳定运行和供电能力。

最优潮流计算在电力系统规划和运行中具有重要的指导意义。

在电力系统规划中,可以通过最优潮流计算对电网进行优化配置,确定合理的新建发电机容量、输电线路配置和变电站布置等。

在电力系统运行中,最优潮流计算可以提供实时的操作决策支持,指导发电机出力和线路功率的调整,以保证系统稳定运行和供电质量。

总之,电力系统最优潮流计算是一项关键的技术,对于提高电力系统的运行效率、降低电力成本和保证供电可靠性具有重要作用。

未来随着电力系统的智能化和信息化发展,最优潮流计算将在电力系统的规划、运行和管理中发挥更加重要的作用,为电力行业的可持续发展提供强大支撑。

电力调度自动化维护员专业技能测试题与答案

电力调度自动化维护员专业技能测试题与答案

电力调度自动化维护员专业技能测试题与答案1、同一测点的多源数据在不经过合理性校验和选优判断的情况下即可将任一结果放入实时数据库。

A、正确B、错误答案:B2、智能电网调度控制系统中,下级调度综合智能告警信息可以直接推送到上级调度。

A、正确B、错误答案:A3、使用DTS进行培训过程中,学员可以执行SCADA控制功能,但不能与电厂及变电站人员通信和设置系统故障。

A、正确B、错误答案:B4、防火墙策略采用最小访问控制原则,“缺省全部开通,按需求关闭”。

A、正确B、错误答案:B5、状态估计厂站量测控制中屏蔽设为“是”,该厂站不参加计算,即相当于系统中没有该厂站,排除厂站相连的线路在对端厂站中当负荷处理,不影响电网其他部分计算结果。

A、正确B、错误答案:B6、主备式时间同步系统包含2台主时钟。

A、正确B、错误答案:A7、必须严格控制网络设备审计日志访问权限,只有管理员账户和审计账户可以访问。

A、正确B、错误答案:B8、当对主站显示的线路有功潮流数据正确性怀疑时,应采用与该线路另一端比较和与该线路所连接的母线输入、输出平衡的方法来判别。

A、正确B、错误答案:A9、智能电网调度控制系统平台的图元编辑完成,点击保存后,该图元可在任何节点使用。

A、正确B、错误答案:B10、将SQL语言嵌入到某一高级语言中使用时,该高级语言被称为嵌入语言。

A、正确B、错误答案:B11、电能量计量系统(TMR)与调度管理系统之间需采用防火墙进行隔离。

A、正确B、错误答案:B12、当局域网内某台主机运行ARP欺骗的木马程序时,会欺骗局域网内所有主机,让所有上网的流量必须经过病毒主机,但不会欺骗路由器。

A、正确B、错误答案:B13、最优潮流除了对有功及耗量进行优化外,还对无功及网损进行了优化,但不考虑母线电压的约束及线路潮流的安全约束。

A、正确B、错误答案:B14、在IEC60870-5-104规约中,调度主站作为客户端不断向子站RTU发出连接请求,每次连接被建立后,主站与子站RTU应将发送和接收序号清零,并且子站只有在接收到主站STARTDT后,才能响应数据召唤及循环上送数据,在接收STARTDT前,子站对遥控、遥调等命令不响应。

人工智能最优潮流算法综述

人工智能最优潮流算法综述

人工智能最优潮流算法综述摘要:最优潮流是一个典型的非线性优化问题,且由于约束的复杂性使得其计算复杂,难度较大。

目前人们已经拥有了分别适用于不同场合的各种最优潮流算法,包括经典法和人工智能法。

其中人工智能算法是近些年人们开始关注的,一种基于自然界和人类自身有效类比而从中获得启示的算法。

这类算法较有效地解决了全局最优问题,能精确处理离散变量,但因其属于随机搜索的方法,计算速度慢难以适应在线计算。

本文着力总结新近的人工智能算法,列举其中具有代表性的遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等以及其相应的改进算法,以供从事电力系统最优潮流计算的人员参考。

关键词:最优潮流;智能算法;遗传算法;粒子群算法;0.引言所谓最优潮流(Optimal Power Flow,OPF),就是当系统的结构参数及负荷情况给定时,通过对某些控制变量的优化,所能找到的在满足所有指定约束条件的前提下,使系统的某一个或多个性能指标达到最优时的潮流分布。

为了对电力系统最优潮流的各种模型更好地进行求解,世界各国的学者从改善收敛性能和提高计算速度的角度,提出了求解最优潮流的各种计算方法,包括经典法和人工智能法。

其中最优潮流的经典算法是基于线性规划、非线性规划以及解耦原则的计算解法,是研究最多的最优潮流算法。

目前,已经运用于电力系统最优潮流的算法有简化梯度法、牛顿法、内点法等经典算法;而随着计算机的发展和人工智能研究水平的提高,现在也逐渐产生了一系列基于智能原理的如遗传算法、模拟退火算法和粒子群算法等人工智能算法,两类算法互补应用于最优潮流问题中。

1.概述人工智能算法,亦称“软算法”,是人们受到自然界(包括人类自身)的规律启迪,根据探索其外在表象和内在原理,进行模拟从而对问题求解的算法。

电力系统最优潮流问题研究中,拥有基于运筹学传统优化方法的经典算法,主要有包括线性规划法和非线性规划法,如简化梯度法、牛顿法、内点法和解耦法等解算方法,这类算法的特点是以一阶或二阶梯度作为寻找最优解的主要信息。

电力系统最优潮流

电力系统最优潮流

n f (X )
1 n n 2 f (X )
f (X) f (X0)
i1
xi
X0 xi 2 i1 j1 xi x j xix j
f (X)
f ( X 0 ) f ( X )T
X0
X

1 2
X
T
H
(X
)
X0
X
梯度
Hessian矩阵
函数极值条件
极值条件
( 2 )各水电机组的出力已定(由水库经济调度确定)。
( 3 )电力网络结构确定(不受接线方式影响,不考虑网络重构问题)。
控制变量:是可以控制的自变量,通常包括:
(1)各火电(核电)机组有功出力、各发电机/同步补偿机无功出力(或机 端电压);
(2)移相器抽头位置、可调变压器抽头位置、并联电抗器/电容器容量;
(2)有功最优潮流:若目标函数同(1),仅以有功电源出力作为控 制变量而将无功电源出力(或相应的节点电压幅值)固定。
(3)无功优化潮流:若目标函数采用系统的有功网损最小,将各 有功电源出力固定而以可调无功电源出力(或相应的节点电压幅 值)及调压变压器变比作为控制变量。
12
第三章 电力系统最优潮流
3.3 最优潮流的算法
2.不等式约束条件 包括:
(1)各有功电源出力上下限约束; (2)各发电机及无功补偿装置无功出力上下限约束; (3)移相器抽头位置约束; (4)带负荷调压变压器抽头位置约束;
8
(5)各节点电压幅值上下限约束; (6)各支路通过的最大功率约束; (7)线路两端节点电压相角差约束等。 从数学观点来看,(6)为变量函数约束,若在数学模型中节 点电压则采用直角坐标形式,(5)也属于变量函数约束,其 余都属于简单变量约束; 从约束的物理特性而言,(1)-(4)称为控制变量约束(硬约 束),(5)-(7)称为状态变量约束(软约束)。 可以将上述的不等式约束条件统一表示为

最优潮流计算的基本特点

最优潮流计算的基本特点

最优潮流计算的基本特点
最优潮流计算是电力系统中重要的分析方法。

它是分析电力系统的方法之一,主要用于发电机运行状态的设计优化和设备或系统的安全运行状态明确。

在电力系统中,它利用数学模型和算法以最小代价来完成负荷等任务。

最优潮流计算具有三个基本特点。

首先,它是电力系统的无功优化分析和运行调整算法。

因为它使得数学模型和算法被用来解决电力系统中的无功功率平衡和电压调整问题,这样有利于将电力系统最优化。

其次,最优潮流调度可以有效地优化电力系统的可靠性和稳定性以及负荷量。

最优潮流调度可以改善电力系统的可靠性,使电力系统可以更加稳定。

同时,它还可以有效地控制电力系统中的负荷,合理地分配负荷,从而提高电力系统的效率和稳定性。

最后,最优潮流计算可以为节能提供有效的支持。

它不仅可以提高电力系统的效率,而且还可以降低电力消耗,降低操作成本和维护成本。

另外,最优潮流调度也可以有效地减少电力系统中产生的污染物,从而实现节能减排。

总之,最优潮流计算是电力系统中重要的分析方法,具有无功优化分析、可靠性和稳定性的优化以及节能减排的优势。

它是电力系统优化运行和节能减排的重要手段,有赖于它电力系统能获得更加稳定可靠的运行,实现节能减排的目的。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

大系统优化理论在电力系统中的应用严正电信群楼1-347室上海交通大学电气工程系闵行区东川路800号上海200240Applications of Large Scale System Optimization Theory to PowerSystems7 Optimal Power Flow7.1 IntroductionIn economic dispatch, we mainly consider the economic generation output, in which the economic efficiency of system operation is emphasized. Three main aspects of constraints, relating to system security, are ignored in classical economic dispatch formulation:1)Network constraints of the system;Applications of Optimization Theory to Power Systems 2)The upper and lower limit constraints of bus voltage magnitudes in the system;3)Reactive power output constraints of generators.Since the solution of economic dispatch does not consider these constraints, when carrying out the result of economic dispatch, these constraints will possibly be violated, leading to an insecure operation state. To conquer this shortcoming, people put forward the economic dispatch considering branch security constraints, to make up theconstraints unconsidered. Aiming at the secure constraints ofvoltages, people put forward the reactive power optimizationmodel. When the effect of active and reactive power isconsidered together, the optimal power flow model isestablished. OPF can be seemed as an extension of powerflow and is an extremely important and valuable tool in poweroptimal operation of power systems and power markets.Applications of Optimization Theory to Power Systems 7.2 The mathematical model of Optimal Power Flow—OPFThe general mathematical model of optimal power flow can be expressed as:min f (u, y)s.t. h (u, y)=0g (u, y)≤0u—control variables, such as ,,P V t(transformer tap) etc;G GQ Vθ etc;y—state variables, such as ,,,G DApplications of Optimization Theory to Power Systemsh —power flow balance equations;g —inequality constraints, such as line power flow power, voltages, and reactive power output.1)Economic dispatch (ED)1min ()G ni Gi i f c P = =∑s.t. 1G nGi loss D i P P P ==+∑minmaxi=1,,Gi Gi Gi G P P P n ≤≤"In economic dispatch models, we do not consider theApplications of Optimization Theory to Power Systemseffect of system security and reactive power/voltages and there is only one equality constraint.2)Security constrained economic dispatch1min ()G ni Gi i f c P = =∑s.t. (,)0G P P Δ=θmaxij ij P P ij L ≤∈minmaxi=1,,Gi Gi Gi G P P P n ≤≤"Where, active power flow equations reflect the systemApplications of Optimization Theory to Power Systems network structure. ij P represents the limit of branch capacity. L is the branch set of this network. The problem above has N equations and L newly-added inequalities. But the system reactive powers are neglected and bus voltages are supposed to keep fixed.3)Reactive power optimizationmin loss Ps.t. (,)0P V Δ=θApplications of Optimization Theory to Power Systemsminmax min max (,)0GG G Q V Q Q Q V V VΔ=≤≤≤≤θ In this model, the active power of generators is supposedto be given, so the objective function is not the generator cost but the output of the generator in slack bus (the only unit whose output can be adjusted), equivalent to the transmission loss. Power flow equations are equality constraints, while line flow constraints do not appear because the active power is not adjustable.Applications of Optimization Theory to Power Systems4) Optimal power flow()()1max max max min max min max min max minmax min =()s.t. ,0,0,, Gn i Gi i ij ij ij ij ij ij G G G G G G f c P P V Q V P PI I S S PP PQQ Q t t t V V V =Δ=Δ=≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤∑θθApplications of Optimization Theory to Power SystemsThe economic dispatch model and reactive poweroptimization model above are both special forms of the optimal power flow model.5)Security-Constrained OPFHow to consider the security in OPF, such as N-1 or N-2security?Suppose the current base case of the system is expressedby 000000(,)0(,)0h u y g u y =⎧⎨≤⎩, and the severe contingency list is k=1,2,…,k, which are severe expected contingencies screenedApplications of Optimization Theory to Power Systems by security analysis.Similarly, the contingency case corresponding to thek-th expected contingency is(,)0(,)0k k kk k kh u yg u y=⎧⎨≤⎩, where ,k kh gare different from00,h g because N-1 or N-2 expected contingency will result in the change of systematical structure.So we can list the model of SCOPF as follows:Applications of Optimization Theory to Power Systems0000000max0min ().. (,)0(,)0(,)0(,)01,2,,k k k k k k k k f u s t h u y g u y h u y g u y u u u k k=≤=≤−≤Δ=" where there are four key points:1) The objective function is only relevant to the base case,and has nothing to do with k u of the expectedcontingency. This is because what we consider here is theApplications of Optimization Theory to Power Systemsoptimal operation state of current base case.2) The constraint max 0k k u u u −≤Δ connects controlvariables of expected contingencies with that of the basecase. It is called coupled constraint.3) If the control variable demand is kept the same for thebase case and the contingency k , then max 0k uΔ=. The dispatch here is called pre-dispatch.4) If max0k u Δ≠, the dispatch is called corrective dispatch,i.e., the control variables can be conditionallyApplications of Optimization Theory to Power Systemsre-dispatched after contingency k .5) If maxk u Δ=∞, the corrective dispatch is totallydecoupled from the base case, i.e., the control variablescan be freely re-dispatched after contingency k .7.3 Algorithms commonly used in optimal power flow computationThe major challenge of solving an OPF problem is that theproblem size is huge — a great deal of variables andApplications of Optimization Theory to Power Systems constraints. Most of the work is around identifying which inequality constraints will become equality constraints, which are not known before optimal solution is reached.Until now, most reliable and successful methods are successive quadratic programming (SQP) method and Newton method. Technically, all these methods require flexible utilization of Lagrangian multipliers, penalty functions (exterior or interior) and check of Kuhn-tucker conditions. The general idea is to form an Augmented Lagrangianobjective function by Lagrangian multipliers, and inequalityconstraints are included into the objective function by penaltyfunctions. The most successful penalty methods are thequadratic penalty function (exterior point method) andlogarithmic barrier function (interior function method). Wewill introduce these techniques in another Chapter.Applications of Optimization Theory to Power Systems 7.4 Modern interior point method based optimal power flow7.4.1 IntroductionIn 1949, Dantzig brought forward simplex method for linear programming problems. Since then, this method and its variants have been widely used in optimization problems. In practice it is an efficient computation method. But there exist some shortcomings in this method, such as:(1) The iteration number increases quickly when constraintApplications of Optimization Theory to Power Systems and variable number of problems increases. In the worst case, iteration number of simplex method will go up in complexity of exponential order, resulting in slow convergence.(2) Simplex method stops at the optimal primal and dual basis. In degenerate condition, it needs large number of basis exchanges to reach the optimal solution,.In 1979, Leonid Khachian, a Soviet Union scholar, brought forward the first polynomial-time algorithm — ellipsoid method, which is a breakthrough in optimizationApplications of Optimization Theory to Power Systems theory. But due to the restriction of limited accuracy of calculations, the application of this method is not optimistic, for realistic problems, not as successful as simplex method.In 1984, Karmarkar put forward a new algorithm for linear programming—interior point method. This method is also a polynomial time algorithm, showing great potential in practical computation. Different from simplex method, which seeks the optimal solution along the boundary of feasible region, interior point method is based on the structure of theApplications of Optimization Theory to Power Systems simplex. It starts from the initial interior point, goes along the steepest descent direction, and walks up to the optimal solution directly from the inside of the feasible region. Because it seeks the optimal solution within feasible region, for large-scale linear programming problems, when constraints and variable number increase, iteration number of this method will not change significantly. Moreover, the convergence and computation speed are better than that of simplex method.Applications of Optimization Theory to Power Systems In 1985, P. Gill and his colleagues proved that interior point method and classical interior penalty function method (or barrier penalty function method) are equivalent in form. Since classical barrier method can be applied to nonlinear programming problems, interior point method can also be used in solving other optimization problems, such as quadratic or nonlinear programming, etc. Thus optimization problems with continuous variables can be expressed in a unified form, and solved by the same algorithm.Applications of Optimization Theory to Power Systems 7.4.2 Classification of modern interior point methodsFor many years, people have carried out much research on Karmarkar’s algorithm, and many variants have been devised. As to its practical application, it is classified as the following three kinds:1. Projective scaling method, i.e., Karmarkar’s originalmethod. This method is built on a constructed canonical form of linear programming. Namely, it requires that problems should have special simplex structure and theApplications of Optimization Theory to Power Systems optimal objective value is zero. In calculation process, practical problems need to be transformed to this canonical form through complicated transformation.Therefore, the application field of projective scaling method is quite limited.2. Affine-scaling method. This method is technicallymature and has been widely applied. What is used more at present is primal affine-scaling method and dual affine-scaling method. But their polynomial timeApplications of Optimization Theory to Power Systems complexity has not been proved in theory.3. Path-following method, also named centertrajectory-following method. This method combines logarithmic barrier function and Newton method for linear programming problems. Its polynomial time complexity has been proved in theory. In addition, it hasfast convergence, powerful robustness, and is insensitiveto the selection of initial points. As a result, it has greatdeveloping potential.Applications of Optimization Theory to Power Systems 7.4.3 Application of modern interior point methods in power systemsModern interior point methods have gained people’s recognition with the advantages of fast convergence and powerful robustness. They are widely used in programming problems, leading to a revolution in optimization area. The application of modern interior point methods to power system optimization problems started from 1990s. Among them affine-scaling and path-following methods behave better.Applications of Optimization Theory to Power Systems In 1991, Clements and other people proposed a nonlinear programming interior point method for power system state estimation problems. This is the first report on the applicationof interior point theory to power systems.In 1992, Pbnnambalam transformed reservoir optimization dispatch problem to a linear programming modelin canonical form, and then used dual affine-scaling method to solve it. Test result of multiple systems showed, for large systems, the iteration number of this method was far less thanApplications of Optimization Theory to Power Systems that of simplex method.In 1994, Singh adopted primal and dual affine-scaling methods respectively to solve weighted minimal absolute value state estimation problems. The former was used for solving primal model, while the latter was used for dual model. Simulation result told us that dual model was better than primal model.In the same year, Granville used path-following method to solve reactive power dispatch problem in nonlinear model.Applications of Optimization Theory to Power Systems Test result of 3467-node system showed, this kind of interior method has good numerical stability, whose capacity in dealing with inequality constraints was better than that of Newton method for nonlinear programming models.In 1995, Clements used path following method for state estimation, mainly using it to deal with all kinds of inequality constraints.In 1996, Granville used path following method to determine the least load curtailment of heave-load systems in severeApplications of Optimization Theory to Power Systems contingency condition in order to recover the system solvability. Furthermore, he used the curtailment value to weigh the insolvable extent of tested systems.In 1997, Li Jingbo and others used primal affine-scaling method to solve the reactive power optimization model of large power systems.In 1998, Liu Mingbo used primal-dual interior point method to solve power system reactive power optimization model in linear programming form. In the same year, they broughtbetter.From 1998 to 2000, Wei Hua proposed a new interior pointnonlinear programming algorithm-perturbed KKT conditionof the primal problem based primal-dual interior point method,and used it to solve optimal power flow of power systems,L norm state estimation problems and weighted nonlinear1hydro-thermal optimal power flow problems.Applications of Optimization Theory to Power Systems7.4.4 Perturbed KKT condition based primal-dualinterior point methodFor convenience of explanation, we consider nonlinear programming problem in the following form:min () s.t. ()0 () nmrf x x R h x h Rg g x g g R ∈=∈≤≤∈ (7-1) Firstly, by introducing slack vector ,r l u R ∈, inequalityconstraints are transformed to equality constraints, and system (7-1) is transformed to:Applications of Optimization Theory to Power Systemsmin ()s.t. ()0()0 ()0(,)0f x h xg x l g g x u g l u =−−=+−=≥(7-2) Secondly, define a Lagrangian function:(,,,,,,,)()()[()][()]T T T T T L x l u y z w z w f x y h x z g x l g w g x u g z l w u =−−−−−+−−−Applications of Optimization Theory to Power Systemswhere, m y R ∈, ,,,rz w z w R ∈ are Lagrangian multipliers.Derive the KKT first-order optimality condition: ()()L z z l L w w u ∂⋅⎧=−=⎪⎪∂⎨∂⋅⎪=−−=⎪∂⎩we obtain:z zw w =⎧⎨=−⎩Moreover, we haveApplications of Optimization Theory to Power Systems()()()()0()0 ()0()0x y z w L f x h x y g x z w L h x L g x l g L g x u g =∇−∇−∇+=⎧⎪==⎪⎨=−−=⎪⎪=+−=⎩ (7-3) 00l u L LZe L UWe ==⎧⎨==⎩(7-4) where, (,,)0,0,0l u z w y ≥≤≠,()(,,,)r r L U Z W R ×∈ are diagonal matrices, x L representsL x ∂∂, other expressions are similar, and [1,1,1]T r e R ≡∈".Applications of Optimization Theory to Power SystemsThus the following perturbed complementary slackness condition (perturbed factor 0>μ) is obtained:00l u L LZe e L UWe e ⎧≡−=⎨≡+=⎩μμμμ (7-5) In the above formula, the function of 0>μ is identical with that of penalty factors in conventional interior point penalty function. The corrective equation of perturbed KKT condition derived by Newton method is:Applications of Optimization Theory to Power Systems000000()()()00()00000()0000()0000000000000x T y T z T w l u L F h x g x g x x L h x y L g x I z L g x I w L Z l L U W u μμ∇∇∇Δ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥−∇Δ⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎢⎥∇−Δ⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥−∇Δ⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−Δ⎢⎥⎢⎥⎢⎥−Δ⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (7-6) where,00000,,,,x y l u z L L L L L μμ and 0w L are residuals of perturbed KKT equations. And222()()()()F h x y g x z w f x =∇+∇+−∇ Where 2()h x ∇, 2()g x ∇ and 2()f x ∇ are Hessian matricesApplications of Optimization Theory to Power Systemsof (),()h x g x and ()f x .Solve the correction equation (7-6) for the k -th iterative correction, so a new approximation of the optimal solution is:, p d x x x y y y l l step l z z step z u u u w w w ΔΔ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+Δ=+Δ⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥ΔΔ⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦(7-7) where, p step and d step are primal and dual step lengths, respectively. To guarantee the feasibility of variables, the step lengths are selected according to the following formulae:Applications of Optimization Theory to Power Systems0.9995min min(:0;:0),1, 0.9995min min(:0;:0),1 1,2,i i p i i i i i i i d i i i i i l u step l u l u z w step z w i r z w ⎧⎫−−=Δ<Δ<⎨⎬ΔΔ⎩⎭⎧⎫−−=Δ<Δ>=⎨⎬ΔΔ⎩⎭" (7-8)Additionally, we give some supplementary explanation about every parameter.(1)Complementary gap 1()ri i i i i Gap l z u w =≡−∑. Gap is avery important parameter, determining the solution property.Applications of Optimization Theory to Power SystemsWhen complementary gap tends to zero, the solution also tends to zero. This method uses complementary gap as the condition to determine the optimal solution.(2)The selection of perturbed factor μ is a key point of primal-dual interior point algorithm. We should make μ change with the variance of convergence speed. In this algorithm perturbed factor is updated to be /2Gap r ≡⋅μσ in every step of iteration, to improve the solution optimality step by step.Applications of Optimization Theory to Power Systems(3)Centering parameter σ, generally (0,1]∈σ. When 1=σ, the direction decided by (,,,,,)x y l u z w ΔΔΔΔΔΔ is called the centering direction. Along this direction, the algorithm mainly improves feasibility of the solution. When 0=σ, the direction decided by (,,,,,)x y l u z w ΔΔΔΔΔΔ is known as affine-scaling direction. Along this direction, the algorithm mainly improves optimality of the solution. By experience, we can obtain good convergent effect in most situations by setting 0.1or = 0.5σ.Applications of Optimization Theory to Power SystemsAccording to the above description, the computational procedure of this method can be summarized as follows:(1)Initialization: set k =0,max 100K =, centering parameter(0,1]∈σ, tolerance 610−=ε; choose slack variables [,]0T l u ≥, dual variables [0,0,1]T z w y ><=, set initialvariable x with a proper value; compute initial complementary gap 1()ri i i i i Gap l z u w =−∑ .(2)If max or k K Gap <>=ε, repeat the following:A. Compute perturbed factor =/2μσGap r ⋅;Applications of Optimization Theory to Power SystemsB. Solve the corrective equation for[,], [,], [,]x y l u z w ΔΔΔΔΔΔ;C. Determine primal and dual step lengths p step andd step according to the formula (7-8), and update primal and dual variables according to (7-7);D. Set 1k k =+, and compute complementary gap1()ri i i i i Gap l z u w =≡−∑.(3)If max k K ≥, the computation does not converge andthen stops.<, the optimal solution is reached and thecomputation ends.。

相关文档
最新文档