通过改进线性凸包络收紧交流最优潮流的QC松弛
最优化与控制
2024-04-09 v2
摘要
交流最优潮流（AC OPF）是电力系统运行中的基本问题。通过交流潮流方程精确建模网络物理特性使AC OPF成为一个具有挑战性的非凸问题。为寻找全局最优解，近期研究开发了多种凸松弛方法以界定AC OPF问题的最优目标值。著名的QC松弛通过用凸包络包围非凸项（三角函数与乘积）来凸化AC OPF问题。该方法的精度强烈依赖于这些包络的紧度。本文提出两种改进以收紧OPF问题的QC松弛。我们首先考虑一个特定的非线性函数，其投影即为潮流方程极坐标表示中出现的非线性表达式。我们围绕该非线性函数构造了一个呈多面体形式的凸包络，然后利用该包络的投影得到非线性项的凸表达式。其次，我们利用正弦与余弦表达式的某些特征及其曲率变化来收紧该凸包络。我们还提出了一种坐标变换，按每个母线特定的角度旋转潮流方程，从而获得更紧的包络。我们使用PGLib-OPF测试用例相对于最先进的QC松弛实现展示了这些改进。结果表明在68%的案例中最优性间隙得到改善。
引用
@article{arxiv.2310.14463,
title = {Tightening QC Relaxations of AC Optimal Power Flow through Improved Linear Convex Envelopes},
author = {Mohammad Rasoul Narimani and Daniel K. Molzahn and Katherine R. Davis and Mariesa L. Crow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14463},
year = {2024}
}