CN106026158B - 基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，包括下列步骤：根据交直流混合电网输电的基本原理，建立交直流混合电网的等值数学模型；根据建立的数学模型，得到与交流系统相适应的标幺制下的换流器基本方程；根据二层规划理论和交直流混合电网优化运行的约束条件，结合建立的数学模型和方程，建立最优潮流的二层规划模型；采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法的混合算法求解上述二层规划模型，得到交直流混合电网运行的最小燃料费用。与现有技术相比，本发明具有逻辑结构清晰、考虑全面以及实用合理等优点。

Description

基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法

技术领域

本发明涉及输电网优化领域，尤其是涉及一种基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法。

背景技术

随着我国±1100kV直流特高压输电线路和1000kV交流特高压输电线的投入建设，我国将逐渐形成以特高压输电线路为核心网架、交直流混合运行的坚强电网。我国经济发达地区主要集中在江浙沪地区、广东沿海地区以及京津冀等地区，同时此类地区也是电力负荷中心，而能源聚集地主要集中在中西部地区，因此，大容量远距离电能输送是未来研究的重点方向。高压交直流混联电网在输送容量上具有巨大优势，已成为我国西电东送，北电南送的主要方式。随着特高压线路的建设，交直流电网优化运行面临新的挑战。

国内外已对交直流混联电网潮流计算做了大量研究。传统最优潮流计算针对的主要对象是交流系统，典型的计算方法有线性规划法、非线性规划法及现代智能算法。交直流混合电网最优潮流计算方法在纯交流电网最优潮流计算的基础上加以改进，相继提出了多种交直流混合电网的计算方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种逻辑结构清晰、考虑全面以及实用合理的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，通过求解建立的最优潮流的二层规划模型，对交直流混合电网进行优化，该方法包括下列步骤：

1)根据交直流混合电网输电的基本原理，建立交直流混合电网的等值数学模型；

2)根据步骤1)建立的交直流混合电网的等值数学模型，得到与交流系统相适应的标幺制下的换流器基本方程；

3)根据二层规划理论和交直流混合电网优化运行的约束条件，结合步骤1)中建立的交直流混合电网的等值数学模型和步骤2)中得到的换流器基本方程，建立交直流混合电网最优潮流的二层规划模型；

4)采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法的混合算法求解步骤3)中得到的二层规划模型，优化交直流混合电网。

所述交直流混合电网的等值数学模型包括直流换流器数学模型，所述直流换流器数学模型具体为：

其中，V_d为直流换流器电压，n_t为直流换流器数量，k_T为直流换流变压器变比，θ_d为整流器/逆变器触发角，X_c为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，V_t为直流换流变压器一次侧电压，k_γ为计及换相角系数，为直流换流器功率因数，I_t为整流侧/逆变侧直流换流变压器一次侧线电流基波分量。

所述步骤2)具体为：

21)根据直流不同物理量的基准值之间满足有名值下原有的关系，以及步骤1)所建立的交直流混合电网的等值数学模型，得到直流换流器有名值方程；

22)根据交直流混合电网中直流系统与交流系统之间的衔接关系，建立交流与直流系统之间的功率等式关系；

23)根据步骤22)中建立的交流与直流系统之间的功率等式关系，得到直流电流与直流电阻之间的基准值；

24)根据步骤21)中得到的直流换流器的有名值方程以及步骤23)中得到的直流电流与直流电阻之间的基准值，得到与交流系统相适应的标幺制下的换流器基本方程：

其中，为换流器电压标幺值，为换流变压器变比标幺值，θ_d为整流器/逆变器触发角，为整流侧/逆变侧换流变压器等值电抗标幺值，为直流线路电流标幺值，为换流变压器一次侧电压标幺值，k_γ为计及换相角系数，为换流器功率因数，为整流侧/逆变侧换流变压器一次侧线电流基波分量标幺值。

所述最优潮流的二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；所述上层规划模型的目标函数为燃料费用最小，所述上层规划模型的决策变量包括发电机有功功率、发电机无功功率以及发电机无功电源出力；所述下层规划模型的目标函数为交流母线电压以及直流换流器电压偏差值最小，所述下层规划模型的决策变量包括交流变压器分接头档位以及直流换流变压器分接头档位。

所述上层规划模型具体为：

minF(·)＝aP_Gi ²+bP_Gi+c

其中，P_Gi为各发电机有功功率，a、b、c分别为发电燃料二次系数、一次系数和常数项，P_i、Q_i分别为交流节点注入有功功率和无功功率，V_i和V_j分别为交流节点i和j的节点电压，G_ij、B_ij和θ_ij分别为交流节点i和j之间的电导、电纳和相角差，V_dk、I_dk、分别为直流换流器电压、直流线路电流、直流换流器功率因数，p_dk为直流系统系数，V_dn为整流侧/逆变侧换流器电压，k_tn为整流侧/逆变侧变压器抽头档位，V_tn为整流侧/逆变侧流变压器一次侧电压，n_tn为直流换流器数量，θ_dn为整流器/逆变器触发角，X_cn为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，为直流换流器功率因数，I_tn为整流侧/逆变侧直流换流变压器一次侧线电流基波分量，P_Gi 为发电机有功约束下限，为发电机有功约束上限，Q_Gi 为发电机无功约束下限，为发电机无功约束上限，Q_Ri 为无功补偿容量约束下限，为无功补偿容量约束上限，P_ij 为交流线路传输功率下限，为交流线路传输功率上限，P_mn 为直流线路传输功率下限，为直流线路传输功率上限，cosθ_d 为整流器/逆变器触发角/熄弧角下限，为整流器/逆变器触发角/熄弧角上限。

所述下层规划模型具体为：

s.t.

其中，V_i为交流节点i电压，V_iN为交流节点电压基准值，V_id为换流器电压，V_idn为换流器电压基准值，n为交流节点总数，n_d为直流节点的个数，P_ij、Q_ij分别为交流变压器流过的有功和无功，k_t为节点i、j之间交流变压器变比，R_ij、X_ij分别为节点i、j之间交流线路电阻与电抗，V_j为交流节点j电压，k_tn为整流侧/逆变侧变压器抽头档位，n_tn为直流换流器数量，θ_dn为整流器/逆变器触发角，X_cn为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，V_i 为交流节点电压约束下限，为交流节点电压约束上限，k_t 为交流变压器抽头档位约束下限，为交流变压器抽头档位约束上限，Q_Ri 为无功补偿容量约束下限，为无功补偿容量约束上限。

所述步骤4)具体为：

41)根据输入的参数形成交流系统导纳矩阵，设置发电机有功功率、无功功率、电压幅值以及电压相角的迭代初始值；

42)采用交替迭代方法计算交直流混合电网潮流，形成跟踪中心轨迹内点法初始值，包括松弛变量l，扰动因子u，拉格朗日乘子z、w和y，中心参数σ，计算精度ε，迭代次数初值k以及最大迭代次数k_max；

43)采用跟踪中心轨迹内点法计算上层规划模型；

44)判断步骤43)计算的结果是否收敛，若是则输出最优解并停止计算，若否则进入步骤45)；

45)采用萤火虫算法计算下层规划模型的最优值，计算萤火虫的相对亮度和吸引度，计算萤火虫的移动位置，更新萤火虫的相对亮度和吸引度直至达到搜索精度，得到下层规划模型目标函数的最优值；

46)将步骤45)中得到的下层规划模型目标函数的最优值代入到上层规划模型中，返回步骤43)。

所述跟踪中心轨迹内点法具体为：

431)计算互补间隙Gap；

432)判断Gap＜ε是否成立，若是则得到最优解并停止计算，若否则计算扰动因子u；

433)求解修正方程，求出海森矩阵修正量Δx，以及松弛变量、扰动因子和拉格朗日乘子的修正量Δy、Δl、Δu、Δz、Δw，计算步长α_p和α_d，更新原始变量及拉格朗日乘子，判断k＜k_max是否成立，若是则返回步骤431)，若否则输出“计算不收敛”。

所述萤火虫算法具体为：

X_i＝X_i+β_ij(X_j-X_i)+α(rand-1/2)

其中，I_ij为萤火虫的相对亮度，I₀为萤火虫自身位置的亮度，γ为萤火亮度的损耗系数，r_ij为萤火虫i和萤火虫j之间的距离，β_ij为萤火虫的吸引度，β₀为萤火虫最大荧光亮度处的吸引度，X_i为萤火虫i的位置，X_j为萤火虫j的位置，α(rand-1/2)为设定的扰动项，α为随机步长，rand通常为高斯分布的随机数向量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)面向交直流混联电网，采用交直流混联电网最优潮流计算方法作为建模基础，适用于实际情况，实用性能高。

(2)考虑了发电机出力的连续性以及变压器抽头调节的离散性，考虑参数全面，提高结果的准确性。

(3)基于多层规划寻优理论建立含交直流混合电网最优潮流的二层规划的数学模型，逻辑结构清晰。

(4)采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法设计合理的混合算法对所建规划模型进行求解，相比于传统单一算法，计算结果更加准确。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为交流混合电网电气连接图；

图3为实施例中的电气图；

图4为跟踪中心轨迹内点法计算流程图；

图5为跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法的混合算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种含交直流混合电网最优潮流的二层规划模型及计算方法，包括以下步骤：

(1)根据交直流混合电网输电的基本原理，建立了交直流混合电网的等值数学模型；

(2)结合交流输电网的建模方法与最优潮流计算方法，根据直流系统各物理量之间的关系，建立直流量标幺值；

(3)根据二层规划理论和交直流混合电网优化运行约束条件，建立交直流混合电网最优潮流的二层规划模型；

(4)根据模型特点采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法的混合算法求解模型得到最优解。

步骤(1)中根据交直流混合电网输电的基本原理，建立了交直流混合电网的等值数学模型，其中直流换流器数学模型为：

式中，V_d为换流器电压，n_t为换流器数量；k_T为换流变压器变比；θ_d为整流器/逆变器触发角；X_c为整流侧/逆变侧换流变压器等值电抗；I_d为直流线路电流；V_t为换流变压器一次侧电压；k_γ为计及换相角系数，常取0.995；为换流器功率因数；I_t为整流侧/逆变侧换流变压器一次侧线电流基波分量。

图2为交直流混合电网的电气连接图，交流系统与直流系统通过换流变压器交换功率，交流系统包含发电机、交流变压器、交流输电线路、无功补偿器等，直流系统主要包括换流变压器、整流器/逆变器、直流输电线路等。

步骤(2)中结合交流输电网的建模方法与最优潮流计算方法，根据直流系统各物理量之间的关系，建立直流量标幺值，具体步骤为：

(21)根据直流不同物理量的基准值之间满足有名值下原有的关系，建立各物理量的基本关系；

(22)交直流混合电网中，考虑到直流系统与交流系统之间的衔接，建立交流系统与直流系统之间的功率等式关系；

(23)根据交直流的等式关系，导出直流电流与直流电阻之间的基准值；

(24)对直流换流器有名值方程两边同时除以相对应的基准值，得出与交流系统相适应的标幺制下的换流器基本方程：

其中，为换流器电压标幺值，为换流变压器变比标幺值，θ_d为整流器/逆变器触发角，为整流侧/逆变侧换流变压器等值电抗标幺值，为直流线路电流标幺值，为换流变压器一次侧电压标幺值，k_γ为计及换相角系数，常取0.995，为换流器功率因数，为整流侧/逆变侧换流变压器一次侧线电流基波分量标幺值。

图3为本实施例的电气图，节点1与节点3之间的交流线路替换为直流输电系统，形成含有直流输电系统的交直流混合电网。该系统具有发电机6台，交流线路36条，直流线路1条。直流系统中节点1为整流侧，节点3为逆变侧。整流侧控制方式为定功率控制，逆变侧控制方式为定电压控制。

步骤(3)中根据二层规划理论和交直流混合电网优化运行约束条件，建立含交直流混合电网最优潮流的二层规划模型，其中，含交直流混合电网最优潮流二层规划模型的上层模型是以燃料费用最小为目标函数，决策变量为各发电机有功功率、无功功率以及无功电源出力，该决策变量均为连续变量；下层模型是以交流系统母线电压以及直流系统换流器电压偏差值最小为目标函数，决策变量为交流系统中各变压器分接头档位以及直流系统中换流变压器分接头档位，该决策变量均为离散变量。

上层模型为：

minF(·)＝aP_Gi ²+bP_Gi+c

其中，P_Gi为各发电机有功功率，a、b、c分别为发电燃料二次系数、一次系数和常数项，P_i、Q_i分别为交流节点注入有功功率和无功功率，V_i和V_j分别为交流节点i和j的节点电压，G_ij、B_ij和θ_ij分别为交流节点i和j之间的电导、电纳和相角差，V_dk、I_dk、分别为直流换流器电压、直流线路电流、直流换流器功率因数，p_dk为直流系统系数，V_dn为整流侧/逆变侧换流器电压，k_tn为整流侧/逆变侧变压器抽头档位，V_tn为整流侧/逆变侧流变压器一次侧电压，n_tn为直流换流器数量，θ_dn为整流器/逆变器触发角，X_cn为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，为直流换流器功率因数，I_tn为整流侧/逆变侧直流换流变压器一次侧线电流基波分量，P_Gi 为发电机有功约束下限，为发电机有功约束上限，Q_Gi 为发电机无功约束下限，为发电机无功约束上限，Q_Ri 为无功补偿容量约束下限，为无功补偿容量约束上限，P_ij 为交流线路传输功率下限，为交流线路传输功率上限，P_mn 为直流线路传输功率下限，为直流线路传输功率上限，cosθ_d 为整流器/逆变器触发角/熄弧角下限，为整流器/逆变器触发角/熄弧角上限。

下层模型为：

s.t.

其中，V_i为交流节点i电压，V_iN为交流节点电压基准值，V_id为换流器电压，V_idn为换流器电压基准值，n为交流节点总数，n_d为直流节点的个数，P_ij、Q_ij分别为交流变压器流过的有功和无功，k_t为节点i、j之间交流变压器变比，R_ij、X_ij分别为节点i、j之间交流线路电阻与电抗，V_j为交流节点j电压，k_tn为整流侧/逆变侧变压器抽头档位，n_tn为直流换流器数量，θ_dn为整流器/逆变器触发角，X_cn为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，V_i 为交流节点电压约束下限，为交流节点电压约束上限，k_t 为交流变压器抽头档位约束下限，为交流变压器抽头档位约束上限，Q_Ri 为无功补偿容量约束下限，为无功补偿容量约束上限。

步骤(4)中根据模型特点采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法的混合算法求解模型得到最优解，其中，上层采用跟踪中心轨迹内点法进行全局寻优，下层采用萤火虫算法，下层反馈给上层得到优化目标的总费用，通过迭代收敛得到最小燃料费用。

本实施例中上层采用跟踪中心轨迹内点法，下层采用萤火虫算法，图4为跟踪中心轨迹内点法的算法流程，图5为本实施例混合算法的流程图，具体步骤为：

第一步：输入参数，形成交流系统导纳矩阵，设置发电机有功功率、无功功率、电压幅值、电压相角的迭代初始值。

第二步：对交直流混合电网潮流采用交替迭代的方法求解。在求解交流系统方程时，将直流系统用接在相应的节点上的已知其有功功率和无功功率的负荷来等值。而在求解交流系统方程组时，将交流系统模拟加在换流器交流母线上的一个恒定电压。如此循环，直至收敛。

第三步：以变压器分接头档位为恒定值，计算上层模型。设置松弛变量l，u保证[l,u]^T＞0；设置拉格朗日乘子z、w、y，满足[z＞0,w＞0,y≠0]^T，取中心参数σ∈(0,1)，给定计算精度ε＝10^-6，迭代次数初值k＝0，最大迭代次数k_max＝50。

第四步：计算互补间隙Gap，判断Gap＜ε是否成立。若成立，输出最优解，停止计算，若不成立，计算扰动因子u；

第五步：求解修正方程，求出海森矩阵修正量Δx，以及松弛变量、扰动因子和拉格朗日乘子的修正量Δy、Δl、Δu、Δz、Δw，计算步长α_p和α_d，更新原始变量及拉格朗日乘子，判断迭代次数k<k_max是否成立。若成立，返回至第四步，继续迭代，若不成立，输出“计算不收敛”。

第六步：以发电机有功输出为恒定值，计算下层模型。将下层模型目标函数转化为萤火虫的相对亮度，设定参数，随机设定萤火虫的初始位置，选取个每组萤火虫的最大亮度值。

第七步：计算萤火虫的相对亮度和相对吸引度，判断每个萤火虫的移动方向，根据萤火虫的移动方向，计算萤火虫的移动位置，更新萤火虫的相对亮度和相对吸引度，判断是否达到搜索精度，若达到，输出最优值，若未达到，继续搜索，直到满足条件。

第八步：将下层模型计算出的变压器分接头档位带入上层模型，返回步骤三，再次迭代，直至计算出最优值。

其中，本实施例的萤火虫算法，其萤火虫亮度、萤火虫吸引度以及萤火虫的位置计算公式如下：

X_i＝X_i+β_ij(X_j-X_i)+α(rand-1/2)

式中：I_ij为萤火虫的相对亮度；I₀为萤火虫自身位置的亮度；γ为荧光亮度的损耗系数；r_ij为萤火虫i和萤火虫j之间的距离；β_ij为萤火虫的吸引度；β₀为萤火虫最大荧光亮度处的吸引度；X_i为萤火虫i的位置；X_j为萤火虫j的位置；α(rand-1/2)是设定的扰动项，α为随机步长，一般取值范围为[0,1]，rand通常为高斯分布的随机数向量。

本实施例中，优化前节点1、2、5、8、11、13的发电机发电量为138.53、57.56、24.56、35.00、17.93、16.91MW，系统总发电量为290.49MW，发电总费用为89.9139万元。优化前系统最高电压标幺值为1.0913，最低电压标幺值为1.0080，无功投入总量为96.95Mvar。根据上述二层规划模型及混合算法得到优化后各参数。优化后节点1、2、5、8、11、13的发电机发电量为17.98、26.84、66.56、76.02、65.09、33.89MW，系统总发电量为286.38MW，发电总费用为86.2544万元。优化后系统最高电压标幺值为1.0599，最低电压标幺值为1.0132，无功投入总量为97.63Mvar。

Claims (8)

1.一种基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，通过求解建立的最优潮流的二层规划模型，对交直流混合电网进行优化，其特征在于，该方法包括下列步骤：

1)根据交直流混合电网输电的基本原理，建立交直流混合电网的等值数学模型；

2)根据步骤1)建立的交直流混合电网的等值数学模型，得到与交流系统相适应的标幺制下的换流器基本方程；

3)根据二层规划理论和交直流混合电网优化运行的约束条件，结合步骤1)中建立的交直流混合电网的等值数学模型和步骤2)中得到的换流器基本方程，建立交直流混合电网最优潮流的二层规划模型；

4)采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法的混合算法求解步骤3)中得到的二层规划模型，优化交直流混合电网；

所述交直流混合电网的等值数学模型包括直流换流器数学模型，所述直流换流器数学模型具体为：

其中，V_d为直流换流器电压，n_t为直流换流器数量，k_T为直流换流变压器变比，θ_d为整流器/逆变器触发角，X_c为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，V_t为直流换流变压器一次侧电压，k_γ为计及换相角系数，为直流换流器功率因数，I_t为整流侧/逆变侧直流换流变压器一次侧线电流基波分量。

2.根据权利要求1所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：

21)根据直流不同物理量的基准值之间满足有名值下原有的关系，以及步骤1)所建立的交直流混合电网的等值数学模型，得到直流换流器有名值方程；

22)根据交直流混合电网中直流系统与交流系统之间的衔接关系，建立交流与直流系统之间的功率等式关系；

23)根据步骤22)中建立的交流与直流系统之间的功率等式关系，得到直流电流与直流电阻之间的基准值；

24)根据步骤21)中得到的直流换流器的有名值方程以及步骤23)中得到的直流电流与直流电阻之间的基准值，得到与交流系统相适应的标幺制下的换流器基本方程：

其中，为换流器电压标幺值，为换流变压器变比标幺值，θ_d为整流器/逆变器触发角，为整流侧/逆变侧换流变压器等值电抗标幺值，为直流线路电流标幺值，为换流变压器一次侧电压标幺值，k_γ为计及换相角系数，为换流器功率因数，为整流侧/逆变侧换流变压器一次侧线电流基波分量标幺值。

3.根据权利要求1所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述最优潮流的二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；所述上层规划模型的目标函数为燃料费用最小，所述上层规划模型的决策变量包括发电机有功功率、发电机无功功率以及发电机无功电源出力；所述下层规划模型的目标函数为交流母线电压以及直流换流器电压偏差值最小，所述下层规划模型的决策变量包括交流变压器分接头档位以及直流换流变压器分接头档位。

4.根据权利要求3所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述上层规划模型具体为：

minF(·)＝aP_Gi ²+bP_Gi+c

其中，P_Gi为各发电机有功功率，a、b、c分别为发电燃料二次系数、一次系数和常数项，P_i、Q_i分别为交流节点注入有功功率和无功功率，V_i和V_j分别为交流节点i和j的节点电压，G_ij、B_ij和θ_ij分别为交流节点i和j之间的电导、电纳和相角差，V_dk、I_dk、分别为直流换流器电压、直流线路电流、直流换流器功率因数，p_dk为直流系统系数，V_dn为整流侧/逆变侧换流器电压，k_tn为整流侧/逆变侧变压器抽头档位，V_tn为整流侧/逆变侧流变压器一次侧电压，n_tn为直流换流器数量，θ_dn为整流器/逆变器触发角，X_cn为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，为直流换流器功率因数，I_tn为整流侧/逆变侧直流换流变压器一次侧线电流基波分量，P_Gi 为发电机有功约束下限，为发电机有功约束上限，Q_Gi 为发电机无功约束下限，为发电机无功约束上限，Q_Ri 为无功补偿容量约束下限，为无功补偿容量约束上限，P_ij 为交流线路传输功率下限，为交流线路传输功率上限，P_mn 为直流线路传输功率下限，为直流线路传输功率上限，cosθ_d 为整流器/逆变器触发角/熄弧角下限，为整流器/逆变器触发角/熄弧角上限。

5.根据权利要求3所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述下层规划模型具体为：

s.t.

其中，V_i为交流节点i电压，V_iN为交流节点电压基准值，V_id为换流器电压，V_idn为换流器电压基准值，n为交流节点总数，n_d为直流节点的个数，P_ij、Q_ij分别为交流变压器流过的有功和无功，k_t为节点i、j之间交流变压器变比，R_ij、X_ij分别为节点i、j之间交流线路电阻与电抗，V_j为交流节点j电压，k_tn为整流侧/逆变侧变压器抽头档位，n_tn为直流换流器数量，θ_dn为整流器/逆变器触发角，X_cn为整流侧/逆变侧直流换流变压器等值电抗，I_d为直流线路电流，V_i 为交流节点电压约束下限，为交流节点电压约束上限，k_t 为交流变压器抽头档位约束下限，为交流变压器抽头档位约束上限，Q_Ri 为无功补偿容量约束下限，为无功补偿容量约束上限。

6.根据权利要求3所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：

41)根据输入的参数形成交流系统导纳矩阵，设置发电机有功功率、无功功率、电压幅值以及电压相角的迭代初始值；

42)采用交替迭代方法计算交直流混合电网潮流，形成跟踪中心轨迹内点法初始值，包括松弛变量l，扰动因子u，拉格朗日乘子z、w和y，中心参数σ，计算精度ε，迭代次数初值k以及最大迭代次数k_max；

43)采用跟踪中心轨迹内点法计算上层规划模型；

44)判断步骤43)计算的结果是否收敛，若是则输出最优解并停止计算，若否则进入步骤45)；

45)采用萤火虫算法计算下层规划模型的最优值，计算萤火虫的相对亮度和吸引度，计算萤火虫的移动位置，更新萤火虫的相对亮度和吸引度直至达到搜索精度，得到下层规划模型目标函数的最优值；

46)将步骤45)中得到的下层规划模型目标函数的最优值代入到上层规划模型中，返回步骤43)。

7.根据权利要求6所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述跟踪中心轨迹内点法具体为：

431)计算互补间隙Gap；

432)判断Gap＜ε是否成立，若是则得到最优解并停止计算，若否则计算扰动因子u；

433)求解修正方程，求出海森矩阵修正量Δx，以及松弛变量、扰动因子和拉格朗日乘子的修正量Δy、Δl、Δu、Δz、Δw，计算步长α_p和α_d，更新原始变量及拉格朗日乘子，判断k＜k_max是否成立，若是则返回步骤431)，若否则输出“计算不收敛”。

8.根据权利要求1所述的基于最优潮流的二层规划模型的交直流混合电网优化方法，其特征在于，所述萤火虫算法具体为：

X_i＝X_i+β_ij(X_j-X_i)+α(rand-1/2)

其中，I_ij为萤火虫的相对亮度，I₀为萤火虫自身位置的亮度，γ为萤火亮度的损耗系数，r_ij为萤火虫i和萤火虫j之间的距离，β_ij为萤火虫的吸引度，β₀为萤火虫最大荧光亮度处的吸引度，X_i为萤火虫i的位置，X_j为萤火虫j的位置，α(rand-1/2)为设定的扰动项，α为随机步长，rand通常为高斯分布的随机数向量。