基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法

摘要

本发明公开了一种基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，基于图背包理论（Connected Graph constrained Knapsack Problem，CGKP）将完整主动解列模型转化为主从问题；主问题为图的最优平衡分割问题，采用CGKP技术进行求解；从问题为基于最优潮流问题的调度问题，采用OPF技术进行求解；主从问题之间通过节点负荷的调节量实现耦合。通过主从问题之间的交替迭代，而获得更优的解列方案；与现有技术相比，本发明提出了基于主从问题交替求解电力系统最优主动解列断面的新策略，同时也使得解列方案更接近于完整模型的最优解，从而保证解列后有更多的负荷实现供电。

主权项

一种基于主从问题交替优化的电力系统解列断面搜索方法，基于主从问题交替迭代优化，所述电力系统包含有s个同调机群且分解为s个独立子系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、G为原电力系统图模型，G′为根据各孤岛最优潮流计算结果而调整相应原系统负荷数据之后得到的新电力系统图模型，j为迭代处理参数，i为电力系统中同调机群顺序，初始化操作，令G′＝G，i＝1，j＝0,设定迭代处理次数限制为N；步骤二、进行所述迭代处理，具体包括：利用CGKP算法求解对应G′的主问题得到包含第i个同调机群的对应孤岛S_i以及原系统除S_i以外的剩余孤岛S′_i的最优潮流模型，S′_i表示为所述最优潮流模型的每个节点对应发电机和负荷功率调节限值与原电力系统图模型G中对应节点的相关参数相同；通过求解对应孤岛S_i和S′_i的最优潮流模型得到在最优潮流模式下孤岛S_i和S′_i内各节点被切除负荷功率其中m＝1,2分别对应于子系统S_i，S′_i；S_i中边界节点附近负荷切除超2/3的节点，及S′_i中边界附近被100％保留的节点，组成节点集合并赋给V_set；所述主问题为图的最优平衡分割问题，采用CGKP技术进行求解，其数学模型表示为公式(1)在上式中，G₁和G₂是两个同调机群所含发电机节点集合；是第1个同调机群的发电机总出力；x_v为节点状态变量，如果v被选到包含G1的独立子系统中，x_v＝1，否则， x_v＝0；表示节点v和节点g之间所有链上节点的集合，为节点v和节点g之间任一条链上的节点集合，w_v为节点v的负荷权值，p′_v为由从问题反馈回的节点v需要切除掉的负荷值，ΔP为网损近似值，h为节点，V为节点集合；令j＝j+1；各个孤岛的节点负荷值，发电机出力，以及解列断面组成了当前最优解列方案，记为该方案中得以维持安全供电的总负荷为L_j，所述总负荷包括S_i和S′_i中的负荷；如果j＝N，迭代处理结束，转到步骤五；否则，转到步骤三；步骤三、根据网络优化计算结果构造新的系统图模型G′：G′中各节点的负荷修正为d_v＝d_v‑p′_v，其中d_v为G中节点v的负荷，p′_v为由从问题反馈回的节点v需要切除掉的负荷值；所述从问题为各个子系统基于最优潮流的控制调节问题，表示为公式(2)公式(2)中的上标m表示第m个子系统，m＝0,1，P^Gen_,^m，Q^Gen_,^m，P^Load,m和Q^Load_,^m分别是第m个孤岛内节点连接的发电机和负荷的有功、无功功率集合；n^m、t^m、T^m、C^m分别为该子系统的节点数、发电机数、可调变压器数、电容器数，1～t^m为发电机节点；分别表示子系统m中第i节点被切除的有功、及无功负荷；步骤四、利用CGKP算法寻找在当前图模型情况下的最优解列断面，且在寻找包含 第i个同调机群最优孤岛的扩展子图的扩展过程中，节点集合V_set中的节点不能作为扩展子图的扩展边的端点或者扩展子图的备选节点；令转到步骤二；步骤五、选择集合中得以维持供电的负荷总量Lj最大者作为第i个子系统的最优解列方案；令i＝i+1，如果i＝s，该方法结束；否则，转至步骤一。