[发明专利]基于预测校正内点法的混合直流输电系统最优潮流方法

权利要求书

1.一种基于预测校正内点法的混合直流输电系统最优潮流方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将CSC-HVDC和VSC-HVDC系统接入到电网，根据CSC和VSC稳态模型建立含混合直流输电的电力系统最优潮流模型：

obj.   min.f(x)

s.t.   h(x)＝0

g‾≤g(x)≤g‾]]>

式中，f(x)为目标函数，h(x)为等式约束条件，g(x)为不等式约束条件；

步骤2：获取电力系统的网络参数；

步骤3：根据步骤1中建立的含混合直流输电的电力系统最优潮流模型，构造拉格朗日函数如下：

L=f(x)-yTh(x)-zT[g(x)-l-g‾]-wT[g(x)+u-g‾]-μΣj=1rln(lj)-μΣj=1rln(uj)]]>

其中y＝[y₁,…,y_m]^T为等式约束的拉格朗日乘子，z＝[z₁,…,z_r]^T、w＝[w₁,…,w_r]^T为不等式约束的拉格朗日乘子，l＝[l₁,…,l_r]^T、u＝[u₁,…,u_r]^T为不等式约束的松弛变量，μ是障碍函数的罚因子；

步骤4：程序初始化，设置状态量设置初值、拉格朗日乘子初值和罚因子初值、节点次序优化、形成节点导纳矩阵、恢复迭代计数器k′＝1、设置精度要求和最大迭代次数K_max；

步骤5：定义对偶间隙C_Gap＝l^Tz-u^Tw，计算出C_Gap的值并判断C_Gap的值是否满足步骤4中设定的精度要求ε，若满足，则输出计算结果并停止执行后续步骤，若不满足，则继续执行步骤6；

步骤6：根据公式μ＝σC_Gap/2r计算扰动因子μ，其中，中心参数σ的动态估计方法为：

步骤601：设定中心参数σ＝0；

步骤602：求解以下方程，得到仿射方向Δx^aff,Δl^aff,Δu^aff,Δy^aff,Δz^aff,Δw^aff：

H′▿xh(x)▿xTh(x)0ΔxaffΔyaff=Lx′-Ly]]>

IL-1Z0IΔzaffΔlaff=-L-1LlμLz+▿xTg(x)Δx]]>

IU-1W0IΔwaffΔuaff=-U-1Luμ-Lw-▿xTg(x)Δx]]>

其中：Δx^aff、Δy^aff、Δz^aff、Δl^aff、Δu^aff、Δw^aff分别为x、y、z、l、u、w的仿射方向修正量，是一个数学符号，表示偏导的转置；

Lx′=Lx+▿xg(x)[L-1(Llμ+ZLz)+U-1(Luμ+WLw)]]]>

H′=H-▿xg(x)[L-1Z-U-1W]▿xTg(x)]]>

H=-[▿x2f(x)-▿x2h(x)y-▿x2g(x)(z+w)]]]>

步骤603：确定仿射方向的迭代步长：

αpaff=0.9995min{minr′(-lr′Δlr′aff,Δlr′aff<0;-ur′Δur′aff,Δur′aff<0),1}]]>

αdaff=0.9995min{minr′(-zr′Δzr′aff,Δzr′aff<0;-wr′Δwr′aff,Δwr′aff>0),1}]]>

步骤604：根据下列方程计算仿射方向的互补间隙

CGapaff=(l+αpaffΔlaff)(z+αdaffΔzaff)-(u+αpaffΔuaff)(w+αdaffΔwaff)]]>

步骤605：动态估计中心参数：

σ=(CGapaff/CGap)3]]>

步骤7：校正步骤：对互补松弛条件进行修正：

ZΔl+LΔz=-Llμ-ΔZaffΔlaff]]>

WΔu+UΔw=-Luμ-ΔWaffΔuaff]]>

同时将L_x′修正为：

L_x″＝L_x′+▽_xg(x)(L^-1ΔZ^affΔl^aff-U^-1ΔW^affΔu^aff)

步骤8根据以下方程求解Δx,Δy,Δl,Δu,Δz,Δw：

H′▿xh(x)▿xTh(x)0ΔxΔy=Lx′′-Ly]]>

IL-1Z0IΔzΔl=-L-1LlμLz+▿xTg(x)Δx]]>

IU-1W0IΔwΔu=-U-1Luμ-Lw-▿xTg(x)Δx]]>

其中：Δx、Δy、Δz、Δl、Δu、Δw分别为x、y、z、l、u、w的修正量。

步骤9：确定原始变量和对偶变量的迭代步长：

αp=0.9995min{min(-lr′Δlr′,Δlr′<0;-ur′Δur′,Δur′<0),1}]]>

αd=0.9995min{min(-zr′Δzr′,Δzr′<0;-wr′Δwr′,Δwr′<0),1}]]>

步骤10：更新原始变量及拉格朗日乘子；

步骤11：判断迭代次数是否大于K_max，若大于，则退出程序并输出计算不收敛的结果，若不大于，则置迭代次数k′值加1，返回步骤5。