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考虑电压安全裕度的电力系统最优潮流

涂福荣  
【摘要】: 最优潮流是一个大规模、多约束、非线性的优化问题,通过该问题的求解,最终达到优化现有资源、降低发电成本、减少输电损耗、提高系统输电能力等目标,它所具有的技术经济意义是传统潮流计算所无法实现的。最优潮流一直是一个具有挑战性的课题,广大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约束前提下使有功损耗最小,很少考虑电压约束的裕度。这通常会使得优化后的系统部分母线电压非常接近其合格范围的上界,从而导致系统承受负荷波动的能力大为下降,成为系统安全运行的隐患。因此,考虑电压安全裕度的电力系统最优潮流研究具有非常重要的意义。 本文综述了国内外最优潮流的发展以及最优潮流数学模型和优化方法的研究现状,指出了最优潮流研究面临的难题。详细讨论了最优潮流的数学模型、原-对偶内点法的理论基石和基本原理,采用原-对偶内点法推导了最优潮流的非线性规划模型。介绍了模糊数学相关理论,给出了模糊集合和隶属函数的定义。运用模糊集理论对最优潮流问题进行模糊建模,依据模糊集理论和最大满意度法将模糊最优潮流模型转化为满意度最大的问题。在此基础上,基于模糊集理论建立了带有模糊约束的无功优化模型,将原优化问题转化为满意度最大的优化问题,并用原-对偶内点法进行求解,以Ward Hale 6和IEEE 30节点系统为例进行仿真计算,探讨了不同“软约束”裕度对优化结果的影响,比较了模糊优化算法和非模糊优化算法的优化性能,证明了该模型的有效性和正确性;运用模糊集理论处理不同量纲、相互冲突的多目标优化问题,建立了考虑电压安全裕度的多目标最优潮流模型,将多目标模糊约束问题转化为单目标满意度最大的非线性规划问题,并运用原-对偶内点法求解,以Ward Hale 6和IEEE 14节点系统为例证明了该模糊规划算法的有效性和正确性。


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