基于互補約束的電力系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、電力系統(tǒng)優(yōu)化使得電力運行、控制及規(guī)劃結果更加合理、科學和經(jīng)濟。它包括多個方面的問題，本文對其中的兩個經(jīng)典問題--無功優(yōu)化控制與潮流可解性控制進行了深入研究。無功優(yōu)化是指當系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構及負荷情況給定時，在滿足約束條件的情況下，通過控制變量的優(yōu)選，使系統(tǒng)有功功率損耗最小?；謴统绷鞣匠炭山庑约礊橥ㄟ^調整相應的控制變量，該控制變量包括：有功分量和無功分量，在滿足系統(tǒng)正常運行約束的情況下使得系統(tǒng)可以安全供電的總負荷最大。本文以非線性互補理論為研

2、究工具，對電力系統(tǒng)無功優(yōu)化和恢復潮流可解性問題展開了深入的探索和研究，并取得了相應的成果。
　　 首先，提出把基于互補約束的全光滑牛頓算法用于含離散控制變量的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化。該方法使用光滑松弛函數(shù)，以避免海森(Hessian)矩陣奇異，將優(yōu)化模型的一階優(yōu)化條件(Karush－Kuhn-Tucker，KKT)中的互補約束條件轉化為光滑非線性方程，從而把非線性優(yōu)化問題重構成一組非線性方程組的根求解問題，并用牛頓法進行求解。在此基礎

3、上，進一步提出以離散變量的2個邊界構造其互補約束條件，并將約束條件直接嵌入到牛頓法中，實現(xiàn)離散變量在優(yōu)化過程中的逐次逼近。算例表明：該無功優(yōu)化方法具有大范圍收斂性；采用互補約束條件處理離散變量簡單有效，能夠可靠地同時得到連續(xù)變量及離散變量的最優(yōu)解。
　　 然后，以可安全供電總負荷最大為目標函數(shù)，以潮流方程約束及其它各種約束為約束條件，以有功分量(如發(fā)電機出力、負荷有功需求)和無功分量(如發(fā)電機無功出力、無功補償裝置補償容量)為控

4、制變量，建立了恢復潮流可解性的最優(yōu)化模型，并采用基于互補約束的光滑牛頓法進行求解。在此基礎上，根據(jù)電力系統(tǒng)有功、無功弱耦合的特性，采取有功無功解耦迭代優(yōu)化算法，以進一步提高計算速度。針對解耦算法近似求解可能出現(xiàn)的不收斂情況，提出在解耦算法中引入全局牛頓法進行校正，使得不滿足分解條件的系統(tǒng)也能有效收斂。多個算例表明，基于互補約束的光滑牛頓法可處理大的潮流不可解域空間，即幾乎對于既定網(wǎng)絡，對于任意給定的機組出力和負荷，在保證安全供電總負荷最