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完整的动态无功优化模型应该是计及设备动作次数约束,并考虑变量离散化特性的一种非线性混合整数规划问题。但求解这种模型通常需要的计算量和存储空间都非常庞大,随着系统规模的增加,其变量数要比静态优化求解时扩大多倍,相应需要求解的矩阵规模大大地增加了,因此应用于大型电力系统还存在一定困难。
为了能在根本上解决动态无功优化在大系统上遇到的“维数灾”难题,本文在非线性原对偶内点法内嵌罚函数的动态无功优化算法基础上,发现其修正方程系数矩阵可具有箭形分块结构,可采用两种解耦算法将高维修正方程精确解耦为25个低维线性方程,并应用稀疏矩阵的三角分解技术对它们进行快速求解。具体方法为:算法一为用块矩阵形式来实现三角分解法,而算法二为用块矩阵把修正方程化为低维的线性方程组求解。两种算法的相同之处都是通过将修正方程的系数矩阵进行分块,再将分块后得到的低维矩阵进行分解,从而提高计算速度。
利用所提算法对广州鹿鸣电网和IEEE 118节点系统进行了动态无功优化计算,取得了较为理想的结果。计算结果表明,应用所提两种快速解耦算法能在保证电容器和变压器分接头满足全天最大允许动作次数约束和运行约束的前提下,获得全天24小时的近似最优离散解,且具有较快的计算速度。