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基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型
基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型
摘要：
随着能源需求的不断增长和可再生能源的普及，配电网的规模和复杂性呈现快速增长的趋势。为了实现配电网的安全运行和经济运行，最优潮流模型成为研究的热点之一。本文基于定常海森矩阵，提出了一种适用于配电网的三相最优潮流模型。通过对配电网进行建模与求解，得到了优化调度方案。
1.引言
配电网作为电力系统的末梢部分，负责将高压电能传输至用户终端。随着可再生能源的普及和电动汽车的快速发展，配电网正经历着规模和复杂性的快速增长。因此，如何实现配电网的安全、高效、可靠运行成为一个亟待解决的问题。最优潮流模型作为配电网运行、规划和管理的重要工具，具有重要的研究价值和应用前景。
2.最优潮流模型
最优潮流模型旨在通过优化电力系统的功率分配，实现电网的最佳经济性和稳定性。而三相最优潮流模型是在三相电流和三相电压配合下实现的。传统的最优潮流模型基于牛顿-拉夫逊方法，但其对于大规模复杂的配电网建模较为困难。基于定常海森矩阵的最优潮流模型将电能传输过程建模为一个优化问题，通过求解优化问题得到最优的功率分配方案。
3.基于定常海森矩阵的配电网建模
将配电网建模为一个非线性约束优化问题是基于定常海森矩阵的最优潮流模型的核心。首先，利用节点电压与分支电流之间的关系建立配电网功率流模型。随后，利用KCL和KVL等基本理论建立功率平衡约束条件。最后，利用电压幅值和相角限制条件确保系统稳定运行。通过对配电网模型进行线性化，可以得到定常海森矩阵。定常海森矩阵描述了系统目标函数对参数的二阶导数，是求解优化问题的关键。
4.定常海森矩阵的求解与优化调度方案的生成
求解最优潮流问题可以通过优化算法来实现。常用的优化算法包括梯度法、牛顿法和拟牛顿法等。在本文中，我们选择使用牛顿法来求解最优潮流问题。具体来说，我们首先构造配电网功率流方程的雅可比矩阵，并且利用Jacobi方法对其进行分解。随后，通过求解线性化方程组得到配电网的最优功率分配方案。最后，通过对优化调度方案的分析和评估，可以得出结论和建议。
5.结论
本文基于定常海森矩阵提出了一种适用于配电网的三相最优潮流模型，并通过求解优化问题得到了最优的功率分配方案。该模型在配电网运行和规划中具有重要的实际应用价值。然而，由于配电网的复杂性和不确定性，仍然存在一些待解决的问题和挑战。未来的研究可以进一步改进和优化模型，以应对新能源和电动汽车等新的挑战。
参考文献：
[1]GalianaFD,AjjarapuV,ConejoAJ,etal.Optimalpowerflow:AbibliographicalsurveyI.基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型.IEEETransactionsonPowerSystems,2003,18(1):321-330.
[2]LiuCC,ShahidehpourM.Optimalpowerflowusinginteriorpointmethods.IEEETransactionsonPowerSystems,1996,11(3):1525-1535.
[3]MurtyMVR.Nonlinearprogramming:Theoryandalgorithms.JohnWiley&Sons,1988.
[4]LiZ,KwasinskiA,BhattacharyaK,etal.Sensitivityanalysisforimprovedphotovoltaicpowerforecastingaccuracy.ElectricPowerSystemsResearch,2015,124:22-31.