(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210747330.1 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 李志刚　梁洪源　郑杰辉　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 冯炳辉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) H02J 3/06(2006.01) H02J 3/36(2006.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于二阶锥松弛的交直流系统稳态模 型凸化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于二阶锥松弛的交直 流系统稳态模型凸化方法， 包括： 1)根据交直流 系统的拓 扑结构与参数， 建立基于电网换相换流 器的交直流系统稳态模型并描述其最优潮流问 题； 2)基于变量替换将交直流系统稳态模型中的 非凸约束等价地转换成仿射约束和二次等式约 束； 3)使用二阶锥松弛方法将原非凸交直流系统 最优潮流问题松弛为凸优化问题； 4)基于精确松 弛条件求解凸交直流系统最优潮流问题得到松 弛最优解， 基于松弛最优解通过解构造方法与数 学映射得到原问题的全局最优解。 本发明可以对 非凸交直流系统最优潮流问题进行精确的凸松 弛， 有效地提高了模型的求解效率， 在给定条件 下可以保证得到原问题的全局最优解。 权利要求书7页 说明书14页 附图1页 CN 115081223 A 2022.09.20 CN 115081223 A 1.一种基于二阶锥 松弛的交直 流系统稳态模型凸化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)根据交直流系统 的拓扑结构与参数以及基于电网换相换流器的运行参数， 建立基于 电网换相换流器的交直流系统稳态模型， 描述基于电网换相换流器的交直流系统最优潮流 问题； 2)将交直流系统稳态模型中的电压、 电流变量替换成对应的电压、 电流平方变量， 并基 于替换后的变量将交直流系统稳态模型中的非凸约束通过数学变换等价地转换成仿射约 束和二次等式约束； 3)使用二阶锥松弛方法将模型中的二次等式约束松弛为二阶锥约束， 将原非凸交直流 系统最优潮流问题转换为 二阶锥松弛的凸交直 流系统最优潮流问题； 4)根据精确 松弛的充分条件给定相应参数值， 求解二阶锥松弛的凸交直流系统最优潮 流问题得到松弛最优解， 基于松弛最优解通过解构 造方法与数学映射得到原问题的全局最 优解。 2.根据权利要求1所述的一种基于二阶锥松弛的交直流系统稳态模型凸化方法， 其特 征在于： 在步骤1)中， 获取交直流系统的拓扑结构与参数以及基于电网换相换流器的运行 参数， 包括： 交流与直流电力系统的拓扑结构、 交流电力系统内各发电机节点的功 率输入范 围、 交流与直流电力系统内各节点上 的负荷调节范围、 交流与直流电力系统内各线路的电 阻电抗及传输功率上限、 交流与直流电力系统内各节点电压幅值范围、 各换流站接入节点 的无功补偿范围、 各换流器换相角调节范围、 各换流变压器变比调节范围； 根据上述拓扑结 构及参数建立基于电网换相换流器的交直流系统稳态模型， 其中交流系统稳态方程表示 为： 直流系统稳态方程表示 为： 换流站稳态方程表示 为： 权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115081223 A 2交流系统运行约束表示 为： 直流系统运行约束表示 为： 换流站运行约束表示 为： 其中， 式(1)、 (5)分别为交流和直流节点的有功平衡方程， 式(2)为交流节点的无功平 衡方程， 式(3)、 (6)分别为交流和直流线路的欧姆定律， 式(4)、 (7)为分别为交流和直流线 路的潮流方程， 式(8)为换流器电压转换方程， 式(9)为直流功 率注入方程， 式(10)为换流器 无功注入计算方程， 式(11)为换流器功 率因数角计算方程， 式(12)为换流站功 率平衡方程， 式(13)、 (14)分别为发电机节 点的有功和无功出力范围约束， 式(15)、 (16)分别为交流节点 的有功和无功负荷调节约束， 式(17)为换流站接入节点的无功补偿范围约束， 式(18)、 (20) 分别为交流和直流节点的电压 幅值范围约束， 式(19)、 (22)分别为交流和直流线路的传输 功率限制约束， 式(21)为直流节点的有功负荷调节约束， 式(23)为换流器换相角调节范围 约束， 式(24)为换流变压器变比调节范围约束； 由同一个换流站连接的交流节 点i和直流节 点i合并为一个换流站接入节 点i， 有向线路(i,j)的两个端点分别为起节 点i和终节 点j， j: i→j表示与起节 点i相连的所有终节 点j的集合， k:k →i表示与终节 点i相连的所有起节 点k 的集合， 分别表示交流节点、 直流节点、 换流器接入节点的集合， 分别表示交流线路、 直流线路的集合， PGi、 QGi分别表示交流节点i上发电机的有权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115081223 A 3