电力系统优化调度人员、AI算法工程师、电网规划工程师、电力系统研究人员。
理解电网潮流计算与优化的基本概念(潮流方程、最优潮流OPF)。
掌握传统优化方法(线性规划、非线性规划、混合整数规划)与AI方法(机器学习、深度学习)在电网优化中的应用。
能够独立开发基于AI的潮流优化算法,实现电网的经济运行与安全约束优化。
电网潮流计算基础:潮流计算的基本概念(节点电压、支路功率、网损);节点类型(平衡节点、PQ节点、PV节点);牛顿-拉夫逊法潮流计算;快速分解法潮流计算;潮流计算在电网分析中的应用。
最优潮流(OPF)概述:OPF的定义与目标(在满足安全约束下实现经济最优);OPF的数学模型(目标函数+等式约束+不等式约束);OPF的分类(直流OPF、交流OPF);OPF的应用场景(经济调度、电压控制、无功优化)。
传统OPF求解方法:线性规划(LP)法(将非线性问题线性化);非线性规划(NLP)法(内点法、序列二次规划SQP);混合整数规划(MIP)法(考虑离散变量如变压器分接头);传统方法的优缺点。
机器学习在潮流优化中的应用:监督学习用于近似潮流方程;输入特征(节点注入功率、电压);输出标签(节点电压、支路潮流);训练数据的生成(离线潮流计算);神经网络近似模型的精度。
深度学习加速潮流计算:卷积神经网络(CNN)用于处理电网拓扑结构;图神经网络(GNN)在电网建模中的优势(处理非欧几里得结构);物理信息神经网络(PINN)在潮流求解中的应用;端到端的潮流求解。
基于代理模型的OPF:代理模型的概念(用机器学习模型替代OPF中的约束条件);构建潮流约束的代理模型;将代理模型嵌入优化框架;代理模型的误差修正;计算效率的提升。
深度强化学习在OPF中的应用:强化学习的基本概念(智能体、状态、动作、奖励);将OPF问题建模为马尔可夫决策过程(MDP);深度确定性策略梯度(DDPG)在连续动作空间OPF中的应用;多智能体强化学习在分布式优化中的应用。
安全约束最优潮流(SCOPF):SCOPF的概念(考虑N-1预想事故);预想事故集的生成;SCOPF的数学模型(基态约束+事故后约束);SCOPF的求解难度;基于AI的SCOPF加速方法。
经济调度与机组组合:经济调度的目标(最小化发电成本);机组组合问题(考虑启停成本);混合整数线性规划(MILP)求解;基于深度学习的机组组合加速;新能源接入下的不确定性处理。
无功优化与电压控制:无功优化的目标(降低网损、改善电压质量);控制变量(发电机端电压、变压器变比、无功补偿装置);基于AI的无功优化(预测电压越限、推荐控制策略)。
分布式优化与边缘计算:分布式OPF的架构(分解协调);交替方向乘子法(ADMM)在分布式OPF中的应用;边缘计算节点上的局部优化;全局协调机制;通信约束的处理。
综合实战项目:基于IEEE标准测试系统(如IEEE 14/30/118节点)的AI潮流优化算法开发,包含潮流数据生成、GNN代理模型构建、基于代理模型的OPF求解、与传统内点法的对比验证、性能评估。