淺析電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流的最新應(yīng)用

陳思奇

【摘 要】本文通過介紹最優(yōu)潮流的算法及其數(shù)學模型、不同目標函數(shù)下的最優(yōu)潮流模型及其應(yīng)用場景，來闡述它們在相關(guān)領(lǐng)域中的最新應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】最優(yōu)潮流；目標函數(shù)

【Abstract】In this paper，to illustrate the optimal power flow（OPF）latest applications in related fields，the OPF algorithm and its mathematical model and its model under different objective functions and its application scenarios are introduced.

【Key words】Optimal power flow；Objective function

0 引言

電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流是法國學者J.Carpentier在1962年提出的，其模型僅考慮基態(tài)情況下的潮流和電壓約束。O.Alsac和B.Stott在1974年提出了安全約束最優(yōu)潮流，該模型同時考慮基態(tài)和預想故障約束。OPF問題是一個復雜的非線性規(guī)劃問題，要求在滿足特定的電力系統(tǒng)運行和安全約束下，通過調(diào)整系統(tǒng)中可利用控制手段實現(xiàn)預定目標最優(yōu)的系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)。發(fā)展到今天，最優(yōu)潮流應(yīng)用領(lǐng)域已十分廣泛，已是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行不可缺少的工具。針對不同的應(yīng)用，OPF模型可以選擇不同的控制變量、狀態(tài)變量集合，不同的目標函數(shù)，以及不同的約束條件。目前OPF已經(jīng)向大系統(tǒng)、實時控制、在線計算方向發(fā)展，電力市場的出現(xiàn)也為OPF提出了新的要求。在實時電價計算、阻塞管理、輸電費用計算、輔助費用計算等方面OPF都有應(yīng)用。

1 最優(yōu)潮流算法及其數(shù)學模型

最優(yōu)潮流已有算法歸納起來可分為：線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、混合規(guī)劃法、智能化方法、解耦算法（或稱P-Q分解算法）等。

其變量可以分為控制變量（或稱自變量）、狀態(tài)變量（或稱被控制變量，因變量）和參數(shù)變量（或稱不可控變量）。最優(yōu)潮流有各式各樣的目標函數(shù)，最常用的形式有兩種：1）系統(tǒng)運行成本最??；2）有功傳輸損耗最小。

3 最優(yōu)潮流應(yīng)用場景

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)的OPF已不能滿足現(xiàn)代的電力系統(tǒng)，如今，OPF主要的應(yīng)用場景有交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)和交直流混聯(lián)系統(tǒng)。交流系統(tǒng)OPF較傳統(tǒng)OPF在模型和優(yōu)化方法上都進行了較大的改進。而直流配電網(wǎng)是近些年來最新的研究熱點，在拓撲結(jié)構(gòu)、理論研究和應(yīng)用實踐等方面尚待研究，所以直流系統(tǒng)OPF目前研究較少。但隨著西電東送規(guī)模的不斷擴大，交直流混合系統(tǒng)網(wǎng)損優(yōu)化具有巨大的潛力和經(jīng)濟效益，并倍受關(guān)注。目前交直流系統(tǒng)OPF，則是通過調(diào)整直流功率改變有功潮流分布來降低全網(wǎng)網(wǎng)損的。為更清晰地了解最優(yōu)潮流的最新應(yīng)用情況，統(tǒng)計分析如表2所示。

4 結(jié)束語

隨著新能源的并網(wǎng)發(fā)電以及我國用電量的不斷加大，全國逐步形成一個大的互聯(lián)系統(tǒng)，這使得最優(yōu)潮流在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中扮有越來越重要的角色。不確定因素的增多以及用電質(zhì)量要求不斷的提高，這就需要在保障供電安全的前提下，應(yīng)用眾多學科的交叉性理論去分析和優(yōu)化現(xiàn)代電力系統(tǒng)。通過加大科研和創(chuàng)新的力度，以確保我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地能夠給廣大用戶提供高質(zhì)量的電能，這是許多電力行業(yè)人員時刻需要切記的。

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[責任編輯：田吉捷]