基于虛擬節(jié)點變壓器模型的極坐標最優(yōu)潮流.pdf

1、電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流(OPF)是一個復雜的非線性規(guī)劃問題，是對系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)的優(yōu)化分析。它要求在滿足一定的電力系統(tǒng)運行及安全約束條件下，通過調整系統(tǒng)中的控制變量來實現(xiàn)預定目標函數的最優(yōu)。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，越來越多的控制設備被用于電網中以調節(jié)系統(tǒng)的運行。這些設備的投入使用在優(yōu)化系統(tǒng)運行方式的同時，也使得本來就十分龐大的最優(yōu)潮流問題更加復雜，增加了人們對其分析和計算的難度。 變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的可控設備之一，廣泛應用于電網

2、中需要改變電壓的各種場合。以往OPF模型多是基于傳統(tǒng)的變壓器兀型等值電路建立的，該等值電路不能直觀地反映出變壓器對電壓的調節(jié)作用，且對應的OPF模型較為復雜，不利于計算。本文基于虛擬節(jié)點的變壓器模型，建立了極坐標下以系統(tǒng)運行成本最小為目標函數的最優(yōu)潮流模型。使用世界上廣泛使用的極坐標表示方式，不但能夠反映電力參數的物理意義，還可以使模型更加簡潔，便于理解、分析和記憶；虛擬節(jié)點的引入，其電壓幅值代替了變壓器變比對功率的影響，使得表達式降低

3、了兩次。同時，等式約束的Jacobian和Hessian矩陣非零元素個數的減少量分別至少是有載調壓變壓器支路個數的2倍和6倍，從而減少了計算量。 用Matlab編程，在極坐標系下應用基于擾動KKT條件的原始一對偶內點法對基于傳統(tǒng)變壓器Ⅱ型等值電路的OPF模型和基于虛擬節(jié)點變壓器的OPF模型分別求解。在相同的環(huán)境下，對TEST4、IEEE 14～300節(jié)點和S-1047節(jié)點等7個測試系統(tǒng)進行仿真實驗，仿真結果證實兩種變壓器模型的等