電力系統(tǒng)穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流：模型、算法與并行化.pdf

1、穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流是電力系統(tǒng)運行與控制決策中的重要研究課題，它能夠在最小化系統(tǒng)運行成本的同時，通過調(diào)整穩(wěn)態(tài)運行點提升系統(tǒng)受擾后的動態(tài)性能，包括系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和短期電壓穩(wěn)定性。穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流在數(shù)學(xué)上屬于動態(tài)優(yōu)化問題，即含有微分代數(shù)方程組約束條件的非線性規(guī)劃問題，在涉及含復(fù)雜模型的大規(guī)模電力系統(tǒng)、長仿真時間窗口和多預(yù)想故障時，其求解過程計算時間長、耗用內(nèi)存多，計算復(fù)雜性是該問題研究的主要理論和技術(shù)障礙。本文著重研究了基于數(shù)值優(yōu)化理論和高性

2、能計算技術(shù)高效求解穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流問題的優(yōu)化算法及其并行化實現(xiàn)，主要研究內(nèi)容及其學(xué)術(shù)成果包括:
　　1)提出了統(tǒng)一考慮電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定和短期電壓穩(wěn)定約束的穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流模型，給出了其基于動態(tài)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型。同時針對復(fù)雜電力設(shè)備元件的動態(tài)模型集成問題，基于面向?qū)ο笤O(shè)計和自動微分技術(shù)，提出了應(yīng)用于穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析的系統(tǒng)化復(fù)雜模型集成方法，進而設(shè)計并實現(xiàn)了應(yīng)用于穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流的模塊化框架，提升了其算法實現(xiàn)的靈活性，拓展了該優(yōu)化模型

3、的應(yīng)用前景。
　　2)針對動態(tài)優(yōu)化問題的兩個算法階段，即微分代數(shù)方程組的轉(zhuǎn)化階段和非線性規(guī)劃問題的求解階段，提出了基于直接多重打靶法和簡約空間內(nèi)點法的兩階段數(shù)值優(yōu)化算法。與已有研究成果相比，該優(yōu)化算法能夠充分利用穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流的問題特點和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，從而顯著提高優(yōu)化算法的收斂性能和計算效率。通過一系列大規(guī)模電力系統(tǒng)算例的數(shù)值實驗，驗證了所提出兩階段優(yōu)化算法的有效性。
　　3)對于穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流問題的優(yōu)化求解過程，在不同的算