大規(guī)模電網(wǎng)分層分區(qū)解耦的最優(yōu)潮流.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，以及各區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)工程的推進(jìn)，造成傳統(tǒng)的集中式全網(wǎng)最優(yōu)潮流越來越難以滿足在線分析與實(shí)時(shí)控制的要求;同時(shí)集中式串行計(jì)算方式存在數(shù)據(jù)外泄風(fēng)險(xiǎn)高，數(shù)據(jù)傳輸量大，計(jì)算“維數(shù)災(zāi)”等問題?？焖?、高效、穩(wěn)定的分區(qū)解耦分布式算法已成為解決大規(guī)模OPF的關(guān)鍵。
　　為實(shí)現(xiàn)分區(qū)解耦計(jì)算，首先需要利用分區(qū)方法將一個(gè)大的電力系統(tǒng)分為多個(gè)區(qū)域系統(tǒng)，接著利用分解協(xié)調(diào)算法對(duì)多區(qū)域系統(tǒng)進(jìn)行解耦分布式計(jì)算。因此，本文研究主要涉及兩個(gè)主要

2、內(nèi)容，一是分區(qū)方法，二是分解協(xié)調(diào)算法。在電網(wǎng)分區(qū)方法上，本文提出了與分層分區(qū)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的電壓分區(qū)方法。500kV/220kV電磁環(huán)網(wǎng)會(huì)給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來諸多的不利影響，打開電磁環(huán)網(wǎng)形成分層分區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將是電網(wǎng)的發(fā)展方向。基于分層分區(qū)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出了以220kV電壓等級(jí)為依據(jù)的分區(qū)方法，將大電網(wǎng)劃分為500kV及以上電壓等級(jí)的輸電網(wǎng)和多個(gè)220kV及以下電壓等級(jí)的高中壓配電網(wǎng)。這樣的分區(qū)方式能得到幾個(gè)規(guī)模適中、區(qū)域間連接耦合較弱的子網(wǎng)，

3、也與現(xiàn)實(shí)基于電壓等級(jí)的電力調(diào)度相適應(yīng)。在將全網(wǎng)數(shù)據(jù)按區(qū)域進(jìn)行歸類的實(shí)現(xiàn)上，提出了節(jié)點(diǎn)注入電流法。在求解多區(qū)域系統(tǒng)的最優(yōu)潮流問題中，采用了兩種高效的分解協(xié)調(diào)算法——分解協(xié)調(diào)內(nèi)點(diǎn)法、改進(jìn)近似牛頓方向法。分解協(xié)調(diào)內(nèi)點(diǎn)法通過對(duì)邊界節(jié)點(diǎn)“一分為二”及增加耦合約束條件，實(shí)現(xiàn)了多區(qū)域模型的等價(jià)轉(zhuǎn)換，并利用魯棒性好的現(xiàn)代內(nèi)點(diǎn)法進(jìn)行求解，使各區(qū)域的內(nèi)部變量保持相互獨(dú)立，只需要邊界變量信息的傳遞協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了分區(qū)解耦后的最優(yōu)潮流分布式計(jì)算;改進(jìn)近似牛頓方

4、向法是在近似牛頓方向法的基礎(chǔ)上，保留了簡(jiǎn)約修正方程中潮流方程的梯度部分，使獲得的近似牛頓方向更好地逼近于純牛頓方向，使其對(duì)較強(qiáng)耦合系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)完全解耦。所提的兩種分解協(xié)調(diào)算法都具有一個(gè)顯著的特征，其修正方程都具有對(duì)角加邊的結(jié)構(gòu)。利用對(duì)角加邊結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)修正方程的降階解耦，大大減少了修正方程的維數(shù)，提高了計(jì)算速度和減少了計(jì)算機(jī)內(nèi)存占用，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了分區(qū)解耦計(jì)算。
　　通過搭建多個(gè)具有分層分區(qū)結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)，首先利用所提出的節(jié)點(diǎn)注入電流