用于交直流互联电网分布式最优潮流求解的同步ADMM方法.pdf

简介：
本文提出了一种应用于交直流互联电网中的同步交替方向乘子法（S-ADMM），以解决分布式最优潮流问题。该方法能有效提升计算效率和系统稳定性，适用于大规模复杂电力网络分析与优化。 本段落探讨了一种适用于大规模多区域交直流互联电网的分布式最优潮流问题，并提出了同步交替方向乘子法（Synchronous Alternating Direction Method of Multipliers, SADMM）作为解决方案。 1. 分布式最优潮流(Distributed Optimal Power Flow, Distributed OPF)：传统最优潮流计算通常需要收集整个电力网络的信息。但在存在多个调度中心的情况下，这可能导致信息泄露和安全问题。分布式最优潮流通过将电网分区，并在各个区域独立进行计算的方式解决了这一问题，同时保证了系统整体的最优性。 2. 交直流互联电网(ACDC Interconnected Power Grid)：现代电网中既有交流（AC）也有直流（DC）设备共存的情况日益增多，这使得系统的管理和优化变得更加复杂。通过转换站实现的电能从一种形式到另一种形式的转变是这种混合系统的关键特性。 3. 同步交替方向乘子法(SADMM)：SADMM是一种分布式算法，在没有中央协调的情况下也能有效解决具有分离结构的问题。它基于交替方向乘子法（ADMM）的思想，但增加了区域间的并行同步计算能力。 4. 分布式系统模型建立：通过复制联络线到相邻分区，并引入边界变量一致性约束来构建交直流互联电网的分布式最优潮流模型。这种建模方法允许每个区域保留本地信息的同时只分享必要的边界数据给邻近地区，从而保护了隐私和安全。 5. 直流线路处理策略：针对直流部分网络划分问题提出了特定的方法——保持换流站在各自区域内，并仅复制中间直流线路作为联络线来减少区间的交互需求并简化模型构造。 6. 改进的高斯赛德尔型ADMM(GS-ADMM)算法优化：通过采用迭代过程中相邻区域边界节点电压值加权平均的方式改进了GS-ADMM，从而提高了同步计算效率。 7. 惩罚因子选择策略：根据问题特性确定合理的惩罚因子取值以加速收敛速度。动态调整机制对于提高算法性能至关重要。 8. 实验验证与案例分析：通过大规模交直流互联电网和修改后的IEEE标准测试系统的实际应用情况，证明了所提出SADMM的有效性和准确性。 9. 关键技术指标评估：包括但不限于算法的收敛性、效率以及可扩展性的评价。这些是衡量一种优化方法性能的重要因素，并且与集中式算法进行了比较分析。 总之，这项研究通过采用分布式计算框架为多区域交直流互联电网提供了新的最优潮流求解策略，有助于提升电力系统的运行效率和安全性，对未来的电网设计和管理具有重要意义。