含风电场的电力系统最优潮流算法综述
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效 手段 。
关键 词 ： 电场 ； 力 系统 ； 流计 算 ； 定 性 ； 确 定 性 风 电 潮 确 不
文章编号 ：０ ８— ８ Ｘ ２ １ ） Ｏ０ ０ 中图分 类号： Ｍ ４ 文献标志码 ： １０ ０ ３ （ ０ ２ ９一 Ｏ ９— ４ Ｔ ７４ Ａ
风 能是一 种 非稳 定 的能 源 ， 其具 有 随机 性 和 间 歇性 。从 电网侧来 看 ， 电场 相 当于一 个 具 有 随机 风 特 性 的扰动源 ， 们 的接 人 会 对 电网产 生 一 定 的 负 它 面影 响 ， 电 压 闪 变 、 波 污 染 ¨ 等 。此 外 ， 电 如 谐 风
中可利 用控制 手段 实现 预定 目标最 优 的系统稳 定运
统运 行经济 最 大化 ， 最优 潮 流 计 算 则 是重 要 的工 而
具。
行 状态 ， 终 达 到 优 化 现 有 资 源 ， 够 降低 发 电成 最 能 本、 减少 系统有 功 损 耗 、 高 系统 输 电能 力 等 目标 。 提
卢 远
（ 源供 电局 ， 东 河 源 河 广 ５ ７０ ） １０ ０
摘
要： 风机 出力的随机性 ， 计算含风 电的最优 潮 流算法应 能够 实时反 应对 系统潮流影 响 ； 算速度 快、 敛性 更 计 收
好、 鲁棒性更强 ， 度高 ， 法要充 分利 用分布式 处理和并行计 算等现代计 算机技 术是 改善 算法性 能提 高效率 的有 精 算
最 优潮 流 问题在 数 学 上式 一 个 带 约束 的 优化 问题 ， 其 中主要构 成包 括变 量集 合 、 约束条 件和 目标 函数 ，
其数 学模 型可 以表示 为 ： ｍ ｎ － ｕ ） ｉ 厂 ， ｆ＝ （
ｓｔ （ ， ．． Ｍ ）＝ ｇ ０ ｈ ， ≤０ （ ）
数 越来 越高 ， 而风 电 的接入改 变原 电 网潮 流分 布 ， 因 而对 含有风 电场 的 电力 系 统进 行 最 优 潮 流计 算 ， 其
度 ［ 输 电阻塞 及 传输 容 量 。等 。通 过 对最 优 、 潮 流 的计 算可 指导 系 统 调 度人 员 的操 作 ， 保证 系统 安全 、 可靠 、 济 的状 态 下运 行 ； 作 最 优 求解 的 时 经 在 候保 留了一定 的冗 余 量 ， 为 提 高物 理 网络 的运 行 可 可 靠性提 供解 决方 案 ； 同时可 以降低 发 电成本 ， 调 协
电厂 与电 网、 网与用户 之 间的 冲突 。 电 随着 电 网规模 不 断增 大 ， 潮流 问 题 的方 程式 阶
１ 最 优 潮 流 的概 念及 研 究 意 义
电力系 统 最 优 潮 流 （ ｐｉ ｌ ｏ ｅ ｌ Ｏ Ｆ Ｏ ｔ ｗ ｒＦｏ ｍａ Ｐ ｗ， Ｐ ） 是 法 国学 者 Ｃ ｒｅ ｔ ｒ ２ ａｐ ｎｉ 在 ０世 纪 ６ ｅ ０年 代 提 出 的 。
算 法 的应用具 有很 高研 究意 义 。
２ 含 风 力发 电 的最 优 潮 流
合 理 的 分 析风 电 接入 电 网后 对 系 统 运 行 的 影 响 ， 此制定 有利 于发 电和运 行 的计划 ， 据 如何 进行 系
电力 系统 最优潮 流计 算是 一个 大规模 、 约束 、 多 非线 性 的优化 问题 ， 通过 该 问题 的求 解 ， 在满 足特定 的电力 系统运 行 和安 全 约 束 条件 下 ， 过 调 整 系统 通
・
ห้องสมุดไป่ตู้９・
贵 州 电 力 技 术
第 １ ５卷
场输 出功率也不确定 ， 确定性潮流计算量大且不 能 够 反映 系统 的全 面状 况 。而不 确 定性 潮流 计算 则 能
够在 整体 上 体现并 网风 电场对 系统 的影 响 。
２ １ 确 定性 最优 潮 流 ．
其 所具有 的经 济性 意义 是传 统潮 流所无 法具 备 。 最优 潮 流 一 直是 具 有挑 战 性 的课 题 ， 内外许 国
目前 ， 风 电场 的 电力 系统 潮流 计 算 分 为确 定 含 性 潮 流计算 和不 确定潮 流计算 。所 谓确 定性 潮流 计 算 ， 指在 给定某 一风 速下 ， 是 根据 系统各 节 点注入 功 率 ， 算 系统 的各 状态 变量 。风 速 的不 确定性 ， 电 计 风
２１ ０ ２年 ９月 第 １ ５卷 第 ９期
２ １ ０ ２，Ｖ ｌ ５，Ｎｏ ９ ｏ ，１ ．
贵 州 电 力 技 术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ ＯＷ ＥＲ ＣＰ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
电网科技
Ｐ ｗ ｒＧｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｉ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｄ
含 风 电场 的 电力 系统 最优 潮流 算 法 综 述
场接 人 系统后 还会 改变 电网原有 的潮 流分 布及功率 的传 输 。随着 风 电场 的规模 增大 及在 系统所 占比例
多学 者对其 进行 了大 量 的研 究 。经典 的最 优潮 流数 学模 型多 为满 足 电压 、 电机有 功 、 功 出力上下 限 发 无
等 限制 。最优潮 流 有各 种 各 样 的 目标 函数 ， 中最 其
常用 的 目标 函数 为系 统运行 成本 【 最小 及 有功 传 ３
输损 耗最 小 。
Ｏ Ｆ问题从 提 出 至今 ， 多 学 者 都对 该 问题 进 Ｐ 许 行深 入研 究 ， 提 出各 种 不 同的解决 算法 ， 并 归纳 起来
有非 线性 规划 法 、 内点法 和人 工 智 能 方法 等 。在 实 际最 优潮 流 计 算 应 用 中 ， 功 优 化 Ｌ 、 无 ６ 电压 安 全 裕 Ｊ
增 大 ， 系统 产生 的影 响也 越来越 严重 ， 系统经 济 对 对
运 行也提 出了更 高的挑 战 。研究 风 电接 入 系统后 系
统 最优 潮响具 有重 要意 义 。通过 综述 国内外在解 决
含 风 电最优潮 流算 法 的研究 状况 ， 归纳 出两 种类 型 ，
提 出 了深入 研究 的思考 。
关键 词 ： 电场 ； 力 系统 ； 流计 算 ； 定 性 ； 确 定 性 风 电 潮 确 不
文章编号 ：０ ８— ８ Ｘ ２ １ ） Ｏ０ ０ 中图分 类号： Ｍ ４ 文献标志码 ： １０ ０ ３ （ ０ ２ ９一 Ｏ ９— ４ Ｔ ７４ Ａ
风 能是一 种 非稳 定 的能 源 ， 其具 有 随机 性 和 间 歇性 。从 电网侧来 看 ， 电场 相 当于一 个 具 有 随机 风 特 性 的扰动源 ， 们 的接 人 会 对 电网产 生 一 定 的 负 它 面影 响 ， 电 压 闪 变 、 波 污 染 ¨ 等 。此 外 ， 电 如 谐 风
中可利 用控制 手段 实现 预定 目标最 优 的系统稳 定运
统运 行经济 最 大化 ， 最优 潮 流 计 算 则 是重 要 的工 而
具。
行 状态 ， 终 达 到 优 化 现 有 资 源 ， 够 降低 发 电成 最 能 本、 减少 系统有 功 损 耗 、 高 系统 输 电能 力 等 目标 。 提
卢 远
（ 源供 电局 ， 东 河 源 河 广 ５ ７０ ） １０ ０
摘
要： 风机 出力的随机性 ， 计算含风 电的最优 潮 流算法应 能够 实时反 应对 系统潮流影 响 ； 算速度 快、 敛性 更 计 收
好、 鲁棒性更强 ， 度高 ， 法要充 分利 用分布式 处理和并行计 算等现代计 算机技 术是 改善 算法性 能提 高效率 的有 精 算
最 优潮 流 问题在 数 学 上式 一 个 带 约束 的 优化 问题 ， 其 中主要构 成包 括变 量集 合 、 约束条 件和 目标 函数 ，
其数 学模 型可 以表示 为 ： ｍ ｎ － ｕ ） ｉ 厂 ， ｆ＝ （
ｓｔ （ ， ．． Ｍ ）＝ ｇ ０ ｈ ， ≤０ （ ）
数 越来 越高 ， 而风 电 的接入改 变原 电 网潮 流分 布 ， 因 而对 含有风 电场 的 电力 系 统进 行 最 优 潮 流计 算 ， 其
度 ［ 输 电阻塞 及 传输 容 量 。等 。通 过 对最 优 、 潮 流 的计 算可 指导 系 统 调 度人 员 的操 作 ， 保证 系统 安全 、 可靠 、 济 的状 态 下运 行 ； 作 最 优 求解 的 时 经 在 候保 留了一定 的冗 余 量 ， 为 提 高物 理 网络 的运 行 可 可 靠性提 供解 决方 案 ； 同时可 以降低 发 电成本 ， 调 协
电厂 与电 网、 网与用户 之 间的 冲突 。 电 随着 电 网规模 不 断增 大 ， 潮流 问 题 的方 程式 阶
１ 最 优 潮 流 的概 念及 研 究 意 义
电力系 统 最 优 潮 流 （ ｐｉ ｌ ｏ ｅ ｌ Ｏ Ｆ Ｏ ｔ ｗ ｒＦｏ ｍａ Ｐ ｗ， Ｐ ） 是 法 国学 者 Ｃ ｒｅ ｔ ｒ ２ ａｐ ｎｉ 在 ０世 纪 ６ ｅ ０年 代 提 出 的 。
算 法 的应用具 有很 高研 究意 义 。
２ 含 风 力发 电 的最 优 潮 流
合 理 的 分 析风 电 接入 电 网后 对 系 统 运 行 的 影 响 ， 此制定 有利 于发 电和运 行 的计划 ， 据 如何 进行 系
电力 系统 最优潮 流计 算是 一个 大规模 、 约束 、 多 非线 性 的优化 问题 ， 通过 该 问题 的求 解 ， 在满 足特定 的电力 系统运 行 和安 全 约 束 条件 下 ， 过 调 整 系统 通
・
ห้องสมุดไป่ตู้９・
贵 州 电 力 技 术
第 １ ５卷
场输 出功率也不确定 ， 确定性潮流计算量大且不 能 够 反映 系统 的全 面状 况 。而不 确 定性 潮流 计算 则 能
够在 整体 上 体现并 网风 电场对 系统 的影 响 。
２ １ 确 定性 最优 潮 流 ．
其 所具有 的经 济性 意义 是传 统潮 流所无 法具 备 。 最优 潮 流 一 直是 具 有挑 战 性 的课 题 ， 内外许 国
目前 ， 风 电场 的 电力 系统 潮流 计 算 分 为确 定 含 性 潮 流计算 和不 确定潮 流计算 。所 谓确 定性 潮流 计 算 ， 指在 给定某 一风 速下 ， 是 根据 系统各 节 点注入 功 率 ， 算 系统 的各 状态 变量 。风 速 的不 确定性 ， 电 计 风
２１ ０ ２年 ９月 第 １ ５卷 第 ９期
２ １ ０ ２，Ｖ ｌ ５，Ｎｏ ９ ｏ ，１ ．
贵 州 电 力 技 术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ ＯＷ ＥＲ ＣＰ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
电网科技
Ｐ ｗ ｒＧｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｉ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｄ
含 风 电场 的 电力 系统 最优 潮流 算 法 综 述
场接 人 系统后 还会 改变 电网原有 的潮 流分 布及功率 的传 输 。随着 风 电场 的规模 增大 及在 系统所 占比例
多学 者对其 进行 了大 量 的研 究 。经典 的最 优潮 流数 学模 型多 为满 足 电压 、 电机有 功 、 功 出力上下 限 发 无
等 限制 。最优潮 流 有各 种 各 样 的 目标 函数 ， 中最 其
常用 的 目标 函数 为系 统运行 成本 【 最小 及 有功 传 ３
输损 耗最 小 。
Ｏ Ｆ问题从 提 出 至今 ， 多 学 者 都对 该 问题 进 Ｐ 许 行深 入研 究 ， 提 出各 种 不 同的解决 算法 ， 并 归纳 起来
有非 线性 规划 法 、 内点法 和人 工 智 能 方法 等 。在 实 际最 优潮 流 计 算 应 用 中 ， 功 优 化 Ｌ 、 无 ６ 电压 安 全 裕 Ｊ
增 大 ， 系统 产生 的影 响也 越来越 严重 ， 系统经 济 对 对
运 行也提 出了更 高的挑 战 。研究 风 电接 入 系统后 系
统 最优 潮响具 有重 要意 义 。通过 综述 国内外在解 决
含 风 电最优潮 流算 法 的研究 状况 ， 归纳 出两 种类 型 ，
提 出 了深入 研究 的思考 。