最优潮流的发展-电力系统保护与控制.pdf

2002 年 1 月 　　　　　　　　　　　继电器 　　　　　　　　　　　第 30 卷 　第 1 期 RELAY 1 最优潮流的发展 李彩华 , 郭志忠 ( 哈尔滨工业大学 , 黑龙江 哈尔滨 150001) 摘要 : 最优潮流是在保证系统安全运行的前提下 ,实现系统经济运行的问题 。由于其安全约束众多、数学模 型复杂 ,而难以实现 。此文将回顾近二十年来最优潮流的逐步发展的过程 ,对主要的优化方法列出几篇具有 代表性的文章 ,列出几种简单的数学模型并对各种方法的优化效果做出比较 。并对最优潮流的进一步发展做 出深入的探讨 。 关键词 : 最优潮流 ; 　牛顿法 ; 　内点法 ; 　PQ 分解法 ; 　线性规划法 ; 　非线性规划法 ; 　二次规划法 ( ) 中图分类号 : TM71 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2002 和离散的变量共存混合非线性优化问题 。目前研究 1 　引言 得比较成熟的优化方法有线性规划法、非线性规划 最优潮流是指从电力系统稳定运行的角度来调 法 、二次规划法 ,在简要介绍以上三种方法后 ,我们 整系统中各种控制设备的参数 ,在满足节点正常功 将详细地介绍牛顿法最优潮流、内点法最优潮流 、 率平衡及各种安全指标的约束下 ,实现 目标函数最 PQ 分解法最优潮流和针对离散变量的混合整数规 小化的优化过程 ,通常的目标函数是发电费用 、发电 划法的最优潮流问题 ,并对最优潮流的进一步发展 耗量或全网的网损 。由于最优潮流是同时考虑网络 做出深入的探讨 。 的安全性和经济性的分析方法 ,是传统的经济调度 1. 1 　线性规划法 方法无法取代的 ,因此在电力系统的安全运行 、经济 线性规划是研究在一组线性约束条件下 ,寻找 调度 、电网规划 、复杂电力系统的可靠性分析 、传输 目标函数的最大值或最小值的问题 。 阻塞的经济控制 、能量管理系统等方面得到广泛的 线性规划方法对严格的凸函数优化很有效 ,但 应用 。 对有功无功耦合的目标函数优化 ,尤其是对以网损 早在 1962 年 ,J . Carpentier 介绍了一种 以非线 最小化为 目标的优化效果不好 ,加之在最优潮流问 性规划方法来解决经济分配问题[1 ] ,首次引入了电 题中 ,要考虑的等式约束方程 ,即每个节点的有功和 压约束和其它运行约束 ,这种考虑更为周全的经济 无功功率注入平衡方程是典型的非线性方程 , 因此 ( ) 调度问题就是最优潮流 OPF 问题的最初模型 。其 在耦合的最优潮流问题中较少使用线性规划法求 通常的数学描述为 : 解 。但由于有功潮流可以以很好的精度线性化 ,而 目标函数 :minf = f ( x ) ( 1) 电力系统经济调度主要对发电厂有功进行调配 , 因 约束条件 : g ( x ) = 0 (2) 此线性规划方法能够在安全约束经济调度中广泛地 h ≤h ( x ) ≤h (3) 应用[68 ] 。而电力系统无功优化非线性较强 ,线性化 式中:f 为优化的目标函数 ,可以为系统的发电