电力系统最优潮流计算方法开题报告

全文总字数：6305字

1. 研究目的与意义（文献综述）

最优潮流（optimal power flow，opf）问题是指当系统的结构参数及负荷情况给定时,通过控制变量的优选,所找到能满足所有指定的约束条件,并使系统的一个或多个性能指标达到最优时的潮流分布，opf问题通常是一个大型的多变量多约束的非线性规划问题，在电力系统中十分常见。opf 问题的相关研究在电力系统的经济调度、机组组合、状态估计、稳定性/可靠性评估、电压/无功控制、需求侧响应等关键领域都得到了极为广泛的应用，据估计，使用一种增强的opf算法，美国的电力成本可减少5-10%(相当于60亿至190亿美元)。

2. 研究的基本内容与方案

此次毕业设计的主要研究内容是对电力系统最优潮流计算方法进行研究，查阅相关理论知识，使用yalmip工具箱等优化工具编写程序求解ac-opf和dc-opf问题。

为了实现这一目标，首先应掌握电力系统交流潮流模型和直流潮流模型；还要学习电力系统最优潮流模型以及相关的优化理论，文献[17]对最优潮流的模型和求解方法有比较全面的介绍。随后学习yalmip优化工具箱以及常用优化问题求解器（如cplex），yalmip工具箱是由 johan lofberg 博士编写的一个基于matlab 平台的优化软件工具箱。它最初是为求解控制领域中出现的半正定规划问题而设计的。之后，经过作者的不断改进，它可以用来求解更多的优化问题。现在 yalmip 工具箱已经被越来越多的应用在优化问题求解中。yalmip 工具箱之所以被广泛的使用，主要是因为它书写方便并且可以利用其他优化软件求解器，它提供了一个编程接口可以很方便地调用几乎所有的优化软件求解器，如cplex、glpk、ipsolve 等。这样大大提高了其解决优化问题的能力。cplex则是一种具备可靠、快速、灵活等特性的软件，可以解决很多规模庞大的问题。它的高度特性需依赖一个组件库，该组件库使 cplex 引擎、优化应用程序的灵活性和各种功能无缝地集成在一起，可应用在供应链计划、网络设计、物流、公用事业以及其他行业中。具体地，可解决线性规划问题、二次规划问题、二次约束规划问题及混合整数规划问题。它能够处理有数百万个变量和约束。因此使用yalmip和cplex十分适合应用于最优潮流的计算中。

3. 研究计划与安排

第一周至第四周：学习电力系统交流潮流模型和直流潮流模型以及yalmip工具箱的基本使用方法，学习电力系统最优潮流模型及相关优化理论，完成开题报告，外文文献翻译。

第五周至第九周：编写dc-opf，ac-opf计算程序，基于ieee标准算例验证程序的正确性和有效性。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] jabrra ． radialdistributionloadflowusingconic programming[j]．ieee transactions on power systems，2006，21(3)：1458-1459．

[2] bai xiaoqing，wei hua，fujisawa k，et al．semidefinite programmingforoptimalpowerflow problems[j] ．internationaljournalofelectricalpowerenergy systems，2008，30(6-7)：383-392.

[3] 白晓清，韦化，fujisawa k．求解最优潮流问题的内点半定规划法[j]．中国电机工程学报，2008，28(19)：56-64．