基于部分自动微分技术的电力系统潮流优化方法

摘要

本发明公开了一种基于部分自动微分技术的电力系统潮流优化方法。与已有的基于自动微分技术的潮流优化方法相比，该算法充分利用目标函数和约束函数的雅可比矩阵和/或海森矩阵的大部分元素在迭代中保持不变的特点，加入了识别雅可比矩阵与海森矩阵中不变元素的功能，并在首次迭代前将其存储在列表中；在数值优化算法的每次迭代中，仅需要利用自动微分技术计算雅可比矩阵和/或海森矩阵中的可变元素。本发明提出的基于部分自动微分技术的潮流优化算法可以在基本不降低计算效率的前提下，大大减轻软件开发和维护者的负担，提高潮流优化应用程序的可维护性和灵活性，高效地支持用户自定义模型，满足了现代电力系统分析、运行和调度的需要。

主权项

一种基于部分自动微分技术的电力系统潮流优化方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：读取电网数据计算导纳矩阵，根据运行要求选择潮流优化的具体形式，确定目标函数f(x)和约束条件，包括等式约束条件h(x)和不等式约束条件g(x)，构成下述非线性规划问题： min x f ( x ) s . t h ( x ) = 0 g ‾ ≤ g ( x ) ≤ g ‾ 第二步：采用平启动方法为优化变量设定初始值，为自动微分软件分配所需的内存；第三步：使用自动微分技术求出目标函数和约束条件的导数矩阵不变元素的位置与值，存储于列表L，其中每一条记录分别存储导数矩阵不变元素对应的矩阵类型、行、列、元素值和对应的目标函数或约束条件；第四步：计算目标函数和约束条件的值；第五步：使用自动微分技术确定目标函数和约束条件的导数矩阵的稀疏结构；第六步：对于导数矩阵不变元素，直接从第三步生成的列表L中读取；对于导数矩阵可变元素，使用自动微分技术计算，将导数矩阵不变元素和导数矩阵可变元素合并，得到目标函数与约束条件的导数矩阵；第七步：使用数值优化方法，利用第四步得到的目标函数和约束条件的值与第六步得到的导数矩阵，更新优化变量，若迭代已收敛，即得到最优解；否则跳转至第四步。