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大规模电力系统优化潮流的算法研究

作 者: 陈博
导 师: 赵洪山
学 校: 华北电力大学
专 业: 电气工程及其自动化
关键词: 电力系统 优化潮流 内点法 内-外点法 极大熵
分类号: TM744
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


优化潮流广泛应用于电力系统的安全运行、经济调度、电网规划、可靠性分析、传输阻塞控制等方面。随着电网规模不断发展扩大,各大区域电网之间不断互联,在现有的处理器计算水平下进行优化潮流计算已经不能满足对速度和时间的要求。所以,目前的大电网迫切需要一种能够在规定时间和规定精度下进行优化潮流计算的算法。因此,对大规模电力系统优化潮流算法的研究具有重大的意义广阔的应用前景。优化潮流问题的数学模型是一个复杂的非线性规划问题,要求在满足特定的电力系统运行和安全约束条件下,通过各种控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。目前求解优化潮流问题的方法主要有梯度法,二次规划法,线性规划法,混合规划法,内点法,人工智能法。本文介绍了目前用于大规模优化潮流计算的内点法,提出适用于大规模优化潮流计算的内-外点算法。内-外点算法克服了内点法在最优解邻域内由于Hessian矩阵病态条件增加和步长缩小而导致的收敛速度下降的缺点,具有比内点法更好的局部收敛性。最后,本文提出了基于熵理论的极大熵法,将优化潮流数学模型中的多个等式约束和不等式约束转化为熵函数,从而大大减少了迭代计算中Hessian矩阵和Jacobian矩阵的维数,提高了运算速度。仿真结果表明,本文提出的两种算法均适合于大规模的优化潮流计算。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9
  1.2 优化潮流算法及其相关理论的发展概况  9-11
  1.3 本文所做的工作  11-12
第2章 电力系统优化潮流算法  12-19
  2.1 引言  12
  2.2 优化潮流的数学模型  12-14
  2.3 优化潮流算法简述  14-17
    2.3.1 简化梯度法  14
    2.3.2 二次规划法  14
    2.3.3 线性规划法  14-15
    2.3.4 牛顿法  15
    2.3.5 人工智能法  15
    2.3.6 内点法  15-16
    2.3.7 非线性变尺度法(外点法)  16-17
  2.4 本文研究的方法  17-18
    2.4.1 内-外点法  17
    2.4.2 极大熵法  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第3章 电力系统优化潮流内-外点算法  19-25
  3.1 引言  19
  3.2 内点法  19-20
  3.3 外点法  20-21
  3.4 优化潮流内-外点算法  21-24
    3.4.1 内-外点法Hessian 矩阵的处理  22-23
    3.4.2 跳转条件  23
    3.4.3 电力系统优化潮流内-外点算法  23-24
  3.5 本章小结  24-25
第4章 电力系统优化潮流极大熵算法  25-34
  4.1 引言  25
  4.2 极大熵法  25-27
  4.3 BFGS 法  27-29
  4.4 优化潮流极大熵算法  29-33
    4.4.1 优化潮流极大熵算法的数学模型  29-31
    4.4.2 极大熵模型各矩阵元素的推导  31-32
    4.4.3 极大熵算法计算步骤  32-33
  4.5 本章小结  33-34
第5章 算例分析  34-42
  5.1 测试环境和测试系统  34
  5.2 内-外点优化潮流算法算例分析  34-38
  5.3 电力系统优化潮流极大熵法算例分析  38-41
  5.4 本章小结  41-42
第6章 结论与展望  42-44
参考文献  44-47
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  47-48
致谢  48-49
详细摘要  49-57

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的模拟与计算 > 电力系统的计算
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