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多区域互联电网给社会带来巨大经济效益的同时,也给传统集中式优化调度算法带来了新挑战。电力系统优化调度问题其实质是非线性的优化问题,随着电力系统规模不断增大,需要求解非线性优化问题的维数也在不断的增大,这往往会导致计算机内存不足,收敛速度慢等维数灾问题。利用数学分解的手段可以将高维问题简化为容易解决的低维问题。但是,集中式仿真需要从各个调度中心收集海量的系统数据,这往往会导致网络通信阻塞。在另一方面,在电力市场条件下,各电力公司存在竞争关系,各自区域内部的详细数据模型和电网实时运行信息对外是保密。因此,考虑电网分布地域特征和现有调度系统分层分区的特点,进一步研究和探索适合多区域大规模电力系统的分解协调算法具有实际的意义。 实际上,电力网络中通过联络线把区域电力系统联接起来,形成多区域互联电力系统。对于多区域电力系统的经济调度问题,辅助问题原理法和交替方向法可以有效地将全网的优化问题分解为多个相互独立的子优化问题,有效地降低了问题的规模;同时每一区域仅仅需要与相邻的区域交换边界节点的相关信息,解决了传统集中式经济调度所遇到的数据传输瓶颈的问题。本文对于辅助问题原理法和交替方向法分解协调算法做进一步的分析,主要的工作有: (1)传统的辅助问题原理迭代算法和交替方向迭代算法其参数取值往往根据实际的工程经验,本论文,从理论上分析了辅助问题原理迭代算法和交替方向迭代算法其收敛特性(算法的迭代次数)与参数取值之间的关系,4机2区域系统和IEEE9×IEEE30两区域系统作为算例,验证了所提出方法的正确性和有效性。 (2)大量的仿真实验表明:辅助问题原理法和交替方向法的收敛特性(迭代次数)严重的依赖于惩罚系数的选取;而惩罚系数的选取依靠的却是人们的经验。本文提出了一种改进的辅助问题原理方法,利用每次迭代所获得的信息对惩罚系数进行动态调整,使得改进算法的收敛特性对惩罚参数初始值的选取不敏感。以4机2区域系统和10机3区域系统作为算例,通过与传统的交替方向迭代方法和辅助问题原理相比较,验证了所提出方法的正确性和有效性。 (3)传统的对于辅助问题原理迭代算法和交替方向迭代算法收敛性的讨论总是基于给定的惩罚参数,并未考虑惩罚参数可变的情况。本文证明了具有可变惩罚参数的辅助问题原理迭代算法和交替方向迭代算法收敛性的收敛性。交替方向迭代算法和辅助问题原理迭代算法在因为其良好的收敛特性,在电力系统多区域调度领域中得到广泛的应用,但是相关学者并未对其进行进一步的理论分析,对其收敛速率进行讨论。本文利用变分不等式的概念对交替方向迭代算法和辅助问题原理迭代算法进行分析,最终证明对于多区域电力系统调度问题交替方向迭代算法和辅助问题原理迭代算法具有O(1/n)的收敛速率。