A Robust and Efﬁcient Two-Stage Algorithm for Power Flow Calculation of Large-Scale Systems

2020-06-08

本文发表于IEEE Transactions on Power Systems。提出一种针对大规模系统的两阶段潮流计算方法，计算效率高，针对病态系统具有强鲁棒性。

问题源起

随着电力系统规模的不断扩大，传统的病态潮流计算方法效率较低，不能适应于实时在线计算的需求。对于一些严重病态的系统，传统计算方法的收敛性能也面临挑战。因此本文提出一种针对大规模系统的两阶段潮流计算方法，提高计算效率和鲁棒性。

信赖域方法是一种求解优化问题的迭代方法。信赖域方法与线搜索方法的出发点不同，信赖域方法的得名即反应了其初衷：在一个可信赖的步长范围内，用另外一个函数去代替原始目标函数，求得在该范围内的一个极小值。同时，在迭代过程中，可信赖的步长可以根据一定规则进行自适应调节，提高算法效率。

将信赖域技术与Levenberg-Marquardt算法结合，可以得到Algorithm I:

其中，每一步迭代过程中阻尼因子的选取与算法性能密切关联。本文提出一种新的选取策略：

上式中，g为临界值，为用户自定义参数。本文发现 g=1 可以取得较好性能。

将本文提出的Algorithm I和传统牛顿法结合，提出两阶段潮流计算方法。算法流程如下图所示：

其中，阶段I向阶段II的过渡条件可以采用下式：

两阶段潮流计算方法的主要优势如下：

本文提出的全局收敛、鲁棒的潮流计算方法以及两阶段潮流计算方法均有良好性能，与已有的潮流计算方法相比具有显著优势，对于病态系统、病态运行方式、重负荷、不恰当初值等情形均具有较强的鲁棒性。本文提出的阻尼因子选取策略效果显著，有效提高算法性能。

若对于本文有任何疑问或者建议，请联系作者tangkunjie1994@zju.edu.cn。