【布局优化】基于帝国企鹅算法求解潮流计算的电力系统总线优化问题附matlab代码

本文主要是介绍【布局优化】基于帝国企鹅算法求解潮流计算的电力系统总线优化问题附matlab代码,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1 内容介绍

电力系统最优潮流问题OPF可描述为在满足电力系统各种运行约束限制前提条件下通过优化得到电力网络中各控制变量取值使系统的某个性能指标达到最优因此OPF问题是一个典型的约束非线性规划问题以简化梯度法牛顿法内点法解耦法为代表的传统优化方法已被运用于解决OPF问题上但简化梯度法会出现锯齿现象收敛性较差且计算量大耗时多要求目标函数具有光滑连续可微的特性限制了牛顿法在解决OPF问题中的应用内点法计算速度慢易收敛至局部极值针对经典优化算法存在的不足帝企鹅启发式智能优化算法为解决OPF问题的一种新途径

2 仿真代码

function om = opf_model(mpc)
%OPF_MODEL  Constructor for OPF model class.
%   OM = OPF_MODEL(MPC)
%
%   This class implements the OPF model object used to encapsulate
%   a given OPF problem formulation. It allows for access to optimization
%   variables, constraints and costs in named blocks, keeping track of the
%   ordering and indexing of the blocks as variables, constraints and costs
%   are added to the problem.
%
%   This class is a sub-class of OPT_MODEL and simply adds the 'mpc'
%   field for storing the MATPOWER case struct used to build the object
%   along with the get_mpc() method.
%
%   The following is the structure of the data in the OPF model object.
%   Each field of .idx or .data is a struct whose field names are the names
%   of the corresponding blocks of vars, constraints or costs (found in
%   order in the corresponding .order field). The description next to these
%   fields gives the meaning of the value for each named sub-field.
%   E.g. om.var.data.v0.Pg contains a vector of initial values for the 'Pg'
%   block of variables.
%
%   om
%       .opt_model  - the corresponding OPT_MODEL object
%       .mpc        - MATPOWER case struct used to create this model object
%           .baseMVA
%           .bus
%           .branch
%           .gen
%           .gencost
%           .A  (if present, must have l, u)
%           .l
%           .u
%           .N  (if present, must have fparm, H, Cw)
%           .fparm
%           .H
%           .Cw
%
%   See also OPT_MODEL.


    es = struct();
    s = struct('mpc', es);
    om = opt_model;
    om = class(s, 'opf_model', om);
else
    if isa(mpc,'opf_model') 
        om = mpc;
    else
        if isfield(mpc, 'om')   %% avoid nesting
            s = struct('mpc', rmfield(mpc, 'om'));
        else
            s = struct('mpc', mpc);
        end
        om = opt_model;
        om = class(s, 'opf_model', om);
    end
end

function results = maxloadlim(mpc,dir_mll,varargin)
% MAXLOADLIM computes the maximum loadability limit in one direction. It
% uses dispatchable loads in MATPOWER
%   RESULTS = MAXLOADLIM(MPC,DIR_MLL) returns the results from the
%   optimization problem looking for the maximum loadability limit in
%   the direction of load increase DIR_MLL. DIR_MLL defines the directions
%   of load increases for all buses. For buses with zero loads, the
%   direction of load increases must be zero. RESULTS contains all fields
%   returned from the runopf MATPOWER function. It also contains the 
%   following additional fields:
%   * dir_mll: the direction of load increase used as input.
%   * stab_marg: the stability margin to the maximum loadability point from
%   the base case defined in the input MPC.
%   * bif: information about the bifurcation at the MLL point.
%   
%   RESULTS = MAXLOADLIM(MPC,DIR_MLL,NAME,VALUE) uses the options defined
%   by the pair NAME,VALUE. The currently supported options are 
%     * 'verbose': 1 or 0 (Default). If set to 1, a summary of the results
%     at the maximum loadability limit is printed. 
%     * 'use_qlim': 1 (Default) or 0. Enforces or not the reactive power
%     limits of the generators.
%     * 'Vlims_bus_nb': [] (Default) or array of integers. By default, the
%     bus voltage limits are not enforced. This option allows for defining
%     a set of buses at which the voltage limits are enforced.
%
%   See also PREPARE_MAXLOADLIM, POSTPROC_MAXLOADLIM, PRINT_MAXLOADLIM, 
%   RUNOPF.

%   MATPOWER
%   Copyright (c) 2015-2016, Power Systems Engineering Research Center (PSERC)
%   by Camille Hamon
%
%   This file is part of MATPOWER.
%   Covered by the 3-clause BSD License (see LICENSE file for details).
%   See http://www.pserc.cornell.edu/matpower/ for more info.

define_constants;

%% Checking the options, if any
input_checker = inputParser;

default_verbose = 0;
verbose_levels = [0;1];
check_verbose = @(x)(isnumeric(x) && isscalar(x) && any(x == verbose_levels));
addParameter(input_checker,'verbose',default_verbose,check_verbose);

input_checker.KeepUnmatched = true;
parse(input_checker,varargin{:});

options = input_checker.Results;

%% Prepare the matpower case for the maximum loadability limit problem
mpc_vl = prepare_maxloadlim(mpc,dir_mll,varargin{:});

%% Run opf
% Turning off the printing and initializing from the base case
mpopt = mpoption('verbose',options.verbose,'opf.init_from_mpc',1);
mpopt = mpoption(mpopt,'out.all',0);
% Decreasing the threshold for the relative complementarity constraints
mpopt = mpoption(mpopt,'mips.comptol',1e-8);
% Change solver
mpopt = mpoption(mpopt, 'opf.ac.solver', 'MIPS');
% Execute opf
results = runopf(mpc_vl,mpopt);

%% Post-processing
results = postproc_maxloadlim(results,dir_mll);

%% Printing
if options.verbose
    print_maxloadlim(mpc,results);
end
 

3 运行结果

4 参考文献

[1]李英. 基于并行计算和粒子群优化算法的电力系统无功优化问题研究[D]. 浙江大学, 2010.

[2]张东寅, 王澎涛, 袁艳斌,等. 基于改进布谷鸟算法的电力系统最优潮流计算[J]. 水电能源科学, 2017, 35(1):5.

博主简介:擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。

部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除。

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