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电气工程与系统科学 > 系统与控制

arXiv:2506.02234 (eess)
[提交于 2025年6月2日 ]

标题: 潮流的二阶锥公式化及其拓扑优化

标题: Second-Order-Cone Formulations of Power Flow for Topology Optimization

Authors:Noah Rhodes, James Luedkte, Line Roald
摘要: 涉及大规模断电情景下(例如灾后恢复或公共安全电力切断计划)的拓扑优化问题非常具有挑战性。 使用简单的潮流表示方法(如直流潮流或网络流模型)会导致低质量的解决方案,需要显著高于预测值的负荷削减才能达到交流可行性。 近期研究表明,基于二阶锥(SOC)潮流公式的公式可以找到高质量的解决方案,并且负荷削减量较低,但这些公式的计算负担仍然是一个重大挑战。 为了减少计算时间同时保持高解的质量,这项工作探索了用少量线性切割代替圆锥约束的公式。 这种方法的目标不是找到精确的潮流解决方案,而是识别良好的二元决策,在固定二元变量后可以解决潮流问题。 我们发现,对二阶锥最优停电问题进行简单重构可以极大地提高求解速度,但对SOC电压锥方程进行全面线性化会导致能够输送给负载的电量被高估。
摘要: Optimization problems that involve topology optimization in scenarios with large scale outages, such as post-disaster restoration or public safety power shutoff planning, are very challenging to solve. Using simple power flow representations such as DC power flow or network flow models results in low quality solutions which requires significantly higher-than-predicted load shed to become AC feasible. Recent work has shown that formulations based on the Second Order Cone (SOC) power flow formulation find very high quality solutions with low load shed, but the computational burden of these formulations remains a significant challenge. With the aim of reducing computational time while maintaining high solution quality, this work explores formulations which replace the conic constraints with a small number of linear cuts. The goal of this approach is not to find an exact power flow solution, but rather to identify good binary decisions, where the power flow can be resolved after the binary variables are fixed. We find that a simple reformulation of the Second Order Cone Optimal Power Shutoff problem can greatly improve the solution speed, but that a full linearization of the SOC voltage cone equation results in an overestimation of the amount of power that can be delivered to loads.
主题: 系统与控制 (eess.SY)
引用方式: arXiv:2506.02234 [eess.SY]
  (或者 arXiv:2506.02234v1 [eess.SY] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2506.02234
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Noah Rhodes [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 6 月 2 日 20:27:04 UTC (118 KB)
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