典型ieee3机9节点电力系统潮流分析_现代电力系统分析

01

电力系统最优潮流

1. 最优潮流的控制变量是待优选确定的。
2. 最优潮流的控制变量：

• 除平衡节点，发电机的有功出力；
• 所有发电机的无功出力或对应的节点电压模值；
• 移相器抽头位置，带负荷调压变压器的变比，并联电容器、电抗器容量。

最优潮流的状态变量：

• 节点电压
• 支路功率

最优潮流问题是把电力系统经济调度和潮流计算有机融合在一起的一个大型多约束非线性规划问题。最优潮流的目标函数：

• 燃料费用最小
• 有功网损最小

有功最优潮流的目标函数是燃料费用最小；无功最优潮流的目标函数是有功网损最小。最优潮流的计算方法：

• 非线性规划法(简化梯度法)
• 二次规划法
• 线性规划法
• 混合规划法
• 内点法
• 人工智能法

简化梯度法是以极坐标形式的牛顿-拉夫逊潮流算法为基础。简化梯度法的梯度向量为∂L/∂u。简化梯度最优潮流中步长因子c选的过大将导致在最优点附近振荡，选的过小将使迭代次数增加。简化梯度法中，控制变量不等式约束越上限，取上限；函数不等式约束采用罚函数。简化梯度法的缺点：      

• 收敛速度很慢
• 依赖惩罚因子的选择

最优潮流牛顿法中，海森矩阵W和节点导纳矩阵具有相同的稀疏结构。将越界不等式约束h i(x)>0，将其中的一部分转化为等式约束h i(x)=0，实际上意味看将它们强制在限值上，是一种硬性约束；而罚函数法为软性约束。内点法的基本思路是使得寻优迭代过程始终在可行域内进行。内点法的计算量随系统规模的增大不是很明显，适于求解大规模的系统优化问题。跟踪中心轨迹内点法中，当靠近可行域边界时，障碍函数趋于无穷大。跟踪中心轨迹内点法中，中心参数σ一般取0.1。跟踪中心轨迹内点法中，收敛条件是Gap

02

电力系统状态估计

1. 电力系统状态估计的功能主要包括：

• 根据量测量对生数据进行处理，得到最接近于系统真实状态的最佳估计值；
• 对生数据进行不良数据的检测与辨识；
• 推算出完整而精确的电力系统的各种电气量。

电力系统状态估计的量测方程为z=h(x)+v。在状态估计中，量测向量的维数即方程式的个数比未知状态量个数多，具有量测冗余性。系统可观测的必要条件是量测方程对应的m×n雅克比矩阵秩为n。状态估计采用最小二乘法，其目标函数是以状态量和状态量估计值之差的平方和最小为目标准则，是无偏估计。当量测函数h(x)为非线性函数时，采用最小二乘状态估计，可以通过迭代法求解。采用加权最小二乘法，对于精度高的量测量权值应取大一些。理论上，可以将误差大于±3σ的数据作为不良数