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1、第31卷第2期Vol.31No.2122007年1月25日Jan.25,2007分布式潮流计算异步迭代模式的补充和改进122张海波,张伯明,孙宏斌(1.华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,北京市102206;2.清华大学电机系,北京市100084)摘要:从原理上对基于异步迭代模式的互联系统分布式潮流计算方法进行了补充分析。每个子系统可以通过数据交换修正其外网的戴维南等值,通过构造基于边界节点状态量的不动点迭代格式,使得异步迭代计算能获得等同于全网潮流的
2、计算效果。从实用性的角度补充说明了该算法的具体实现模式,将分布式计算分为实时等值、异步迭代初始化和异步迭代3个阶段,制定了各个阶段中协调层的代理机制,实现了各子系统间的完全异步运算。子系统可保留传统建模方式,加入和退出分布式计算可灵活选择,特别适合各控制中心之间分层分布能量管理系统(EMS)的应用。在IEEE118节点系统及一个实际系统的算例中验证了算法的收敛性。关键词:互联系统;分布式潮流计算;异步迭代模式中图分类号:TM7440引言电网时则不存在主从关系,所以并不适用。现有文献对分布式计算
3、的特点进行了有益的讨国际上关于分布式能量管理系统(DEMS)的研论,例如:文献[1]指出异步迭代计算模式更加适合究目前还主要集中在分布式状态估计(SE)以及最地域上的分布式计算;文献[4]通过计算各自重叠区优潮流(OPF)的分布式计算上。考虑到通信条件的域的平均相角差来解决各子系统独立选择参考节点限制,现有SE和OPF的分布式计算大多采用异步[1-6]的问题;文献[6]分析了分布式计算环境下的一些特迭代的计算模式。其中,分布式SE的研究通常殊要求,指出子系统应具有独立计算能力;文献[13]利用了
4、SE算法本身可分区域计算的特性。而现有[7-10]提出的基于异步迭代的分布式潮流算法,吸收了SE文献中有关异步迭代模式的分布式OPF算法和OPF在分布式计算中的一些处理方法和技巧,其大多借助于一些优化理论中的方法,即将全局优化突出优点是子系统潮流计算的独立性,即子系统加问题分解为多个子优化问题的方法实现地域上的分入和退出分布式计算可灵活选择,特别适合当前广布式OPF计算。这2个领域的问题都只涉及一个[14-15]域网通信条件下的分层分布EMS的应用。静态的潮流断面,不涉及子系统内网络结构或者注这
5、里对文献[13]基于异步迭代的分布式潮流算入潮流发生变化后系统状态的模拟。对于这种调度法做进一步的补充说明和改进,主要从原理上对该操作后系统状态的模拟只能通过分布式潮流计算以算法的收敛特性进行解释,并从实用性的角度给出及静态安全分析的分布式计算来实现,而目前能够了算法实现中具体的异步迭代计算模式和协调层的适应DEMS环境下的基于异步迭代模式的最基本的分布式潮流计算研究并不多见。文献[11]将计算代理机制。文献[13]以边界节点之间的相角差作为边界状态量,这可能在多个子系统参与分布式计算数学中的一
6、种求解非线性方程组的Newton-GMRES(m)方法引入到互联系统的分布式计算中,时给异步迭代计算带来不便,为此,本文对子系统独提出了一种预处理技术,改善了这种方法的收敛特立选择参考节点的处理方法进行了相应的改进。性,减少了分解协调计算时的数据交换量,但该算法1异步迭代模式分布式潮流计算原理分析还留有并行算法的痕迹,缺乏对现有控制中心独立建模特点的考虑,直接应用还存在困难。文献[12]实际运行中,如果仅在基态下对子系统的外网提出的主从分裂的处理方法比较适用于输电网与配进行常规的网络化简,尽管
7、基态潮流没有问题,但由电网之间的分布式潮流计算,但子系统本身都是输于等值存在误差,当系统发生扰动时,计算出的系统状态会与全网计算结果之间存在误差,体现在各自收稿日期:2006-07-09;修回日期:2006-10-30。的边界节点上则有:(0)(0)*国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目xBxB(1)(2004CB217904)。(0)(0)*式中:xB为本地计算出的初始边界状态量;xB运行可靠性与广域安全防御张海波,等分布式潮流计算异步迭代模式的补充和改进13为其他子系统计
8、算出的相同边界节点初始状态量。用类似式(3)的方法直接计算扰动后的边界节点电要想在子系统本地获得全网一致的计算效果,压,只能通过迭代方式求解。当子系统内网计算条需要满足边界条件:件确定时,其独立潮流计算的内部解xI和边界解*eqxB=xB(2)xB可以看做是外边界节点注入功率SB,E的函数:eq即各子系统独立计算出的相同边界节点状态量相{xI,xB}=(SB,E)(4)等,这是实现分布式计算效果的关键所在。xeq(0)B和可以将每个子系统根据基态下SB,E计算出的x*(1)B分别是不同子系
