電力系統半線性與全線性最優潮流模型

衛志農, 朱梓榮, 趙靜波, 劉建坤, 孫國強, 臧海祥

(1. 河海大學能源與電氣學院, 江蘇省南京市 211100; 2. 國網江蘇省電力公司電力科學研究院, 江蘇省南京市 211103)

0 引言

最優潮流(optimal power flow,OPF)計算于20世紀60年代由法國學者Carpentier[1]首次提出,是保證電力系統安全經濟運行的重要手段[2-3]。然而,交流最優潮流(alternating current optimal power flow,ACOPF)模型具有很強的非線性特征,且其變量間的耦合十分緊密,這導致該模型的計算效率較低,無法滿足大規模系統的在線實時計算需求。因此,尋找合適的線性化OPF模型顯得尤為重要[4-8]。直流最優潮流(direct current optimal power flow,DCOPF)是目前求解速度最快的線性化OPF模型。但由于該模型忽略了網損,且不考慮電壓幅值和無功功率的影響,導致其計算誤差較大,無法獲得完整的調度信息,存在一定的應用瓶頸[9-11],因此研究更精確的線性化模型具有重要的現實意義。

近年來,國內外眾多學者對OPF的線性化模型展開了大量研究。文獻[12]在DCOPF模型基礎上,通過追加無功功率的方式對系統有功平衡方程進行修正,有效提高了DCOPF的精度,但該模型依舊未考慮網損因素的影響。文獻[13]將線路損耗以變量的形式引入有功平衡方程中,并利用損耗特性對其增加約束,從而有效改善了系統的潮流分布。文獻[14]在直流模型線路兩端引入等效對地電阻,將線路有功損耗等效為兩端電阻的損耗,從而有效模擬了線路損耗因素對系統的影響,但該模型仍然沒有考慮無功功率和電壓幅值的影響。文獻[15]和文獻[16]對不同阻抗比下的功率平衡方程進行擬合,分別提出一種計及電壓幅值和無功功率的線性化潮流模型,有效提高了潮流計算的精度,豐富了可展示信息。……