計(jì)及機(jī)組啟停的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題研究——提升—投影與快速內(nèi)點(diǎn)方法.pdf

1、隨著我國(guó)節(jié)能減排政策的實(shí)施、溫室氣體減排清晰量化目標(biāo)的出臺(tái)、市場(chǎng)化改革的不斷深入，眾多基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)（電力、航空、鐵路等）在引入市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的同時(shí)，紛紛采取了提高能源效率、節(jié)能減排的措施，電力產(chǎn)業(yè)尤是如此。在保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電的前提下，改革和優(yōu)化現(xiàn)行的發(fā)電調(diào)度模式，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，具有顯著現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文以最優(yōu)潮流、動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流、機(jī)組組合和計(jì)及機(jī)組啟停的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題為研究對(duì)象;采用離散域提升-投影緊松弛技

2、術(shù)和連續(xù)域快速內(nèi)點(diǎn)方法等數(shù)學(xué)方法，對(duì)研究對(duì)象展開(kāi)理論與數(shù)值模擬研究工作。基于混合整數(shù)規(guī)劃可行域的連續(xù)松弛構(gòu)造其一個(gè)好的緊松弛來(lái)逼近其凸包，并通過(guò)求解緊松弛問(wèn)題可很好逼近混合整數(shù)規(guī)劃的解，而提升-投影技術(shù)可在高維空間構(gòu)造混合整數(shù)集的緊松弛。內(nèi)點(diǎn)算法是求解凸規(guī)劃的多項(xiàng)式時(shí)間復(fù)雜度算法，各種內(nèi)點(diǎn)算法及其相關(guān)算法在求解最優(yōu)潮流和動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題上得到了廣泛的應(yīng)用。隨著系統(tǒng)規(guī)模的增加以及計(jì)算速度要求的提高，并行內(nèi)點(diǎn)算法也開(kāi)始引入電力系統(tǒng)計(jì)算領(lǐng)域。

3、
　　 本文基于最優(yōu)中心參數(shù)技術(shù)、改進(jìn)多中心校正技術(shù)以及解耦技術(shù)，設(shè)計(jì)了新的快速內(nèi)點(diǎn)算法，并將該方法應(yīng)用于最優(yōu)潮流和動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題的求解。再基于提升-投影技術(shù)，建立機(jī)組組合問(wèn)題的緊混合整數(shù)規(guī)劃模型，通過(guò)求解緊模型的連續(xù)松弛問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)機(jī)組組合問(wèn)題求解。最后采用分層方式對(duì)計(jì)及機(jī)組啟停的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題進(jìn)行求解，其中的核心子問(wèn)題則采用本文所建立的新型快速內(nèi)點(diǎn)算法和提升-投影緊松弛方法求解。全文共分為8章，歸納如下:
　　 第

4、1章主要對(duì)最優(yōu)潮流、動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流、機(jī)組組合和計(jì)及機(jī)組啟停的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題進(jìn)行介紹和分析，論述了研究計(jì)及機(jī)組啟停的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題的必要性和重要性，并簡(jiǎn)要回顧了以上幾類問(wèn)題的求解算法以及在實(shí)際中的應(yīng)用情況，為后續(xù)章節(jié)的討論奠定了基礎(chǔ)。
　　 第2章討論本文使用的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。討論了內(nèi)點(diǎn)算法基本理論與算法框架，并以線性規(guī)劃內(nèi)點(diǎn)算法為例，分析了內(nèi)點(diǎn)算法的并行計(jì)算思想與方法。闡述了提升-投影的技術(shù)框架，并分析了其在混合整數(shù)規(guī)劃中的推廣

5、應(yīng)用。
　　 第3章基于最優(yōu)中心參數(shù)及改進(jìn)多中心校正技術(shù)，提出一種求解最優(yōu)潮流問(wèn)題的新型內(nèi)點(diǎn)算法。結(jié)合均衡距離-評(píng)價(jià)函數(shù)，給出了最優(yōu)中心參數(shù)評(píng)價(jià)模型，采用線性化技術(shù)對(duì)模型近似，以降低模型計(jì)算量。利用線搜索技術(shù)實(shí)現(xiàn)近似模型求解以確定最優(yōu)中心參數(shù)，該參數(shù)使得所提算法具有更多的優(yōu)勢(shì)步和更少的迭代次數(shù)。
　　 第4章基于改進(jìn)的多中心校正和解耦技術(shù)，提出一種求解動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題的并行算法。結(jié)合內(nèi)點(diǎn)算法框架與動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題修正方程

6、的分塊箭形結(jié)構(gòu)，給出修正方程的并行解耦-分解-回代解法。并結(jié)合這一解法特點(diǎn)，提出動(dòng)態(tài)步長(zhǎng)拉大技術(shù)及自適應(yīng)最大校正次數(shù)技術(shù)，使得迭代步長(zhǎng)增大，迭代點(diǎn)中心性提高，總迭代次數(shù)和計(jì)算時(shí)間顯著減少。解耦技術(shù)的使用，使得所提算法的核心計(jì)算都可并行完成。
　　 第5章基于凸包變換和提升-投影錐松弛技術(shù)，在超立方空間內(nèi)構(gòu)造了計(jì)及爬坡約束機(jī)組組合問(wèn)題的緊連續(xù)松弛模型，提出一種通過(guò)求解緊松弛模型而獲得UC問(wèn)題次優(yōu)解的新方法。
　　 第6章基

7、于凸包變換和提升-投影技術(shù)構(gòu)造了計(jì)及爬坡約束機(jī)組組合問(wèn)題的提升投影緊混合整數(shù)規(guī)劃模型，通過(guò)逐次求解不斷縮緊的連續(xù)松弛問(wèn)題獲得UC問(wèn)題高質(zhì)量的次優(yōu)解，所提算法對(duì)爬坡約束的處理十分有效，計(jì)算速度快，可擴(kuò)展性好。
　　 第7章基于所提的新型快速內(nèi)點(diǎn)算法以及提升-投影技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)及機(jī)組啟停的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題的分層求解。對(duì)分層后的兩個(gè)連續(xù)子問(wèn)題:動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流可行性子問(wèn)題和確定機(jī)組啟停后的動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題，采用新型快速內(nèi)點(diǎn)算法實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算