基于规划模型的最小化潮流算法及其可视化技术研究.pdf

2009年第2期 广西电力 基于规划模型的最小化潮流算法及其可视化技术研究 StudyonM inimizationPowerFlow Algorithm and ItsVisualization TechnologyBasedon PlanM ode1． 苏 津 ，黄 镇2 SUJin．HUANGZhen2 (i．广西贵港供电局，广西 贵港 537100；2．广西大学电气工程学院，广西 南宁 530004) 摘要：把电力系统潮流方程的求解转化为一个非线性规划模型的求解，为给定条件下的潮流计算是否有解提供了一个新 的判断途径。在模型中考虑了不等式运行约束。采用原对偶内点法对最小化潮流问题进行求解 ，对IEEE一14到IEEE一118 节点测试系统进行仿真计算，验证所提方法的正确性。建立了相应的可视化模型，将计算结果以图形图像的形式显示出来， 使得分析人员可以分析潮流不收敛的原因，并调整潮流参数使之收敛。 关键词：电力系统；最小化潮流；内点法；可视化技术 中图分类号：TM744 文献标识码：B 文章编号：1671—8380(2009)02—0023—05 0 引言 不等式约束。本文将发 电机有功出力裕度，无功源 无功出力裕度，以及电压稳定裕度以约束的形式加 潮流计算具有多种成熟的计算方法，如：高斯一 入非线性规划模型。采用原对偶内点法对最小化潮 塞德尔法、牛顿一拉夫逊法及 PQ解耦法等。特别 流问题进行求解。在 目标函数中引入对数障碍函数 是牛顿一拉夫逊法，作为一种最为成功的基础算法， 至今仍在电力系统的各种潮流计算中普遍采用L1J。 来处理松弛变量的非负性约束，然后形成拉格朗日 函数，推导拉格朗日函数的KKT条件，采用牛顿法 但是随着现代电力系统的迅速发展，逐步形成了以 迭代求解得到最优解L6 J。 远距离、重负荷、大区联网为特点的大电网；另一方 面，电力系统竞争机制的逐步引入，使电网中发、输 此外本文还建立了可视化模型，将最小化潮流 电设备使用的强度较之前更加接近其极限值_2J。 计算结果在计算机上以等高线、饼图、柱形图的方式 这使潮流方程常常出现 “病态”，此时牛顿一拉夫逊 显示。分析人员可较清晰地掌握系统的收敛情况， 法计算潮流常常出现发散，无法向分析操作人员提 从而采取调整措施以使潮流收敛。 供正确的系统运行情况。因此，病态潮流问题需要 1 最小化潮流模型与算法 认真对待。研究者们提出了各种求解病态潮流的算 1．1 最小化潮流模型及内点法求解 法，如：改进牛顿法、同伦法 3【I、最优乘子法 【J以及 本文以SPO表示 PQ节点的个数；Spv表示 PV 非线性规划法 J等。 节点的个数；，z表示系统节点数。以SPO维电压变量 非线性规划模型的潮流算法在数学上可表示为 V ，SPO+SPv维功角变量 一，一维平衡节点有功 求取潮流方程构成的目标函数最小值问题。在给定 运行条件下，若潮流问题有解，则 目标值为零；若潮 出力变量P ，sPv维的无功源无功出力变量 Q 和 流问题无解，则 目标值不为零的正值。因此，即使在 2”维￡r变量为优化变量。记： = [ ，，P ，Q， 病态系统情况下，计算结果也不会发散…。