電力系統(tǒng)穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流：模型、算法與并行化.pdf

1、穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流是電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制決策中的重要研究課題，它能夠在最小化系統(tǒng)運(yùn)行成本的同時(shí)，通過調(diào)整穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)提升系統(tǒng)受擾后的動(dòng)態(tài)性能，包括系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和短期電壓穩(wěn)定性。穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流在數(shù)學(xué)上屬于動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題，即含有微分代數(shù)方程組約束條件的非線性規(guī)劃問題，在涉及含復(fù)雜模型的大規(guī)模電力系統(tǒng)、長(zhǎng)仿真時(shí)間窗口和多預(yù)想故障時(shí)，其求解過程計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、耗用內(nèi)存多，計(jì)算復(fù)雜性是該問題研究的主要理論和技術(shù)障礙。本文著重研究了基于數(shù)值優(yōu)化理論和高性

2、能計(jì)算技術(shù)高效求解穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流問題的優(yōu)化算法及其并行化實(shí)現(xiàn)，主要研究?jī)?nèi)容及其學(xué)術(shù)成果包括:
　　1)提出了統(tǒng)一考慮電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定和短期電壓穩(wěn)定約束的穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流模型，給出了其基于動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)針對(duì)復(fù)雜電力設(shè)備元件的動(dòng)態(tài)模型集成問題，基于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和自動(dòng)微分技術(shù)，提出了應(yīng)用于穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析的系統(tǒng)化復(fù)雜模型集成方法，進(jìn)而設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流的模塊化框架，提升了其算法實(shí)現(xiàn)的靈活性，拓展了該優(yōu)化模型

3、的應(yīng)用前景。
　　2)針對(duì)動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題的兩個(gè)算法階段，即微分代數(shù)方程組的轉(zhuǎn)化階段和非線性規(guī)劃問題的求解階段，提出了基于直接多重打靶法和簡(jiǎn)約空間內(nèi)點(diǎn)法的兩階段數(shù)值優(yōu)化算法。與已有研究成果相比，該優(yōu)化算法能夠充分利用穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流的問題特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，從而顯著提高優(yōu)化算法的收斂性能和計(jì)算效率。通過一系列大規(guī)模電力系統(tǒng)算例的數(shù)值實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提出兩階段優(yōu)化算法的有效性。
　　3)對(duì)于穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流問題的優(yōu)化求解過程，在不同的算