电力系统潮流优化综述

刘勇村

（明阳智慧能源集团股份公司，广东 中山 528400）

电力系统最优潮流（OPF），是法国学者Carpentier在20世纪60年代提出的。OPF问题是一个复杂的非线性规划问题，要求在满足特定的电力系统运行和安全约束条件下，通过调整系统中可利用控制手段，实现预定目标最优的系统稳定运行状态。最优潮流问题在数学上是一个带约束的优化问题，主要包括变量集合、约束条件和目标函数。本文对现有的优化潮流进行计算归纳，并对今后的研究工作进行展望。

1 电力系统最优潮流模型

最优潮流模型通常以运行成本最小为目标函数，数学模型为：

式（1）中：PGi为第i台发电机的有功输出；a2i，a1i，a0i为其耗量特性曲线参数。

约束条件为：

以上模型中，式（2）为等式约束；式（3）至式（6）为不等式约束，依次为电源有功出力上下界约束、无功源无功出力上下界约束、节点电压上下界约束、线路潮流约束。上式中：SB为系统所有节点集合；SG为所有发电机集合；SR为所有无功源集合；PGi，QGi为发电机i的有功、无功出力；PDi，QDi为节点i的有功、无功负荷；Vi，θi为节点i电压幅值与相角，θij＝θi-θj；Gij，Bij为节点导纳矩阵第 i行第 j列元素的实部与虚部；Pl为线路l的有功潮流，设线路l两端节点为i，j.

2 最优潮流经典算法

2.1 简化梯度法

简化梯度法作为第一个被成功应用的优化潮流方法，其建立在牛顿法的基础上，独立变量取系统的控制变量，用罚函数法处理不等式约束，这也是其缺点，会导致收敛性变坏，且每次迭代都要重新计算潮流，计算量大。

2.2 二次规划法

二……