[发明专利]一种基于改进多中心校正内点法的可用输电能力计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统输配电技术领域，具体涉及一种可用输电能力计算方法。

背景技术

现代电力系统的发电、用电、电力市场运营以及系统安全稳定性对可用输电能力（available transfer capability，ATC）都具有很高的要求，因此如何高效、准确的计算可用输电能力已成为电力市场研究的一个重要部分。

现阶段ATC的计算方法主要分为两类：概率性求解和确定性求解。由于基于概率的求解方法计算量比较大，时间相对较长，从实用角度考虑，通常采用确定性的求解方法来进行ATC的计算。确定性方法中，灵敏度分析法虽然有计算速度的优势，但受系统参数变化的影响，其结果的精度较低；连续潮流法虽然能够考虑约束条件的限制，但未能对负荷和发电机出力进行优化，所得ATC的值偏保守；最优潮流法（optimal power flow，OPF）以其能够计及系统各种约束和最优配置系统资源的特点，非常适合ATC的计算。在求解OPF问题的过程中产生了大量算法，如牛顿法、连续二次规划法、智能算法等，但这些方法存在收敛速度慢、对不等式约束处理不理想的缺点。内点法（interior point method，IPM）在求解ATC问题时以其收敛速度快、易于解决不等式约束的特点，得到了人们的重视。随着IPM的发展，出现了许多改进内点算法，如预测-校正内点法（predictor corrector IPM，PCIPM）、多中心-校正内点法（multiple centrality corrections IPM，MCCIPM）等。但实际仿真中，PCIPM求解ATC时会因校正方向错误而不收敛；而MCCIPM求解时迭代步长较小，迭代次数过多。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于改进多中心校正内点法的可用输电能力计算方法。

技术方案：本发明提供了基于改进多中心校正内点法的可用输电能力计算方法，包括以下步骤：

（1）获取电力系统基本潮流参数：包括各节点的电压幅值、相角，各节点发电机有功功率和无功功率，各节点负荷有功功率和无功功率，节点的导纳矩阵，传输线路的有功功率和无功功率；

（2）初始化：包括对控制变量、状态变量、发电机有功功率和无功功率上下限、负荷节点有功功率和无功功率上下限、线路的最大输电容量以及相关参数的设定；

（3）计算互补间隙d_Gap，进行收敛性判断；若互补间隙d_Gap小于等于收敛精度ε，则得出最优解，并计算ATC值，否则继续步骤4；

（4）计算扰动因子μ；

（5）利用预测-校正内点法求解预测方向和校正方向；

（6）求解预测-校正后的互补间隙进行加权判定，若满足执行步骤8，其中，为仿射对偶间隙为；否则执行步骤7；

（7）利用线性搜索求得最优权值；

（8）计算优化后的牛顿方向；

（9）将预测-校正内点法的预测校正方向作为仿射方向进行多中心校正；

（10）更新原、对偶变量，置迭代次数k＝k+1，判断k＜k_max是否成立，其中，k_max为最大迭代次数，若成立，则返回步骤3；否则计算不收敛。

有益效果：本发明算法在多中心-校正内点法基础上进行了改进，在每次迭代过程中，选择性地对预测校正过程中校正方向进行加权处理，利用线性搜索确定校正方向在总牛顿方向中的最优比例，并将优化后的预测校正方向作为多中心校正的仿射方向，这样既解决了PCIPM求解ATC时因校正方向错误而不收敛的问题，又弥补了MCCIPM求解ATC问题时迭代步长较小的缺陷。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2（a）IEEE30节点系统4种算法对偶间隙的收敛曲线；

图2（b）IEEE118节点系统4种算法对偶间隙的收敛曲线；

图2（c）IEEE300节点系统4种算法对偶间隙的收敛曲线。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：如图1所示，ATC的计算可以归为一个优化问题，即保证除送电区域S和受电区域R以外的其他区域基本潮流不变，同时增大送电区域S的发电机出力和受电区域R的负荷，在满足系统安全稳定运行的前提下，对于给定区域S和R间的可用传输容量f(u,x)，数学公式可表达为：