Optimaler Leistungsfluss: Eine Übersicht über moderne Techniken und zukünftige Perspektiven

Das Problem des optimalen Leistungsflusses (OPF) ist zunehmend von zentraler Bedeutung für die Planung und den Betrieb moderner Energiesysteme geworden. Mit der Erweiterung des Netzes, dem Aufkommen von Smart-Grid-Technologien und der unvorhersehbaren Natur erneuerbarer Energiequellen (RES) hat das Interesse an OPF stark zugenommen. Diese Herausforderungen durch neue Energiespeicher haben ein höheres Maß an Unsicherheit in den Betrieb und die Planung des Energiesystems eingeführt. Daher wird OPF als wichtiges Werkzeug angesehen, um verschiedene Ziele zu erreichen, wie die Optimierung der Verteilung von Ressourcen, die Effizienz elektrischer Netzwerke zu erhöhen usw. Das OPF-Problem ist jedoch aufgrund seiner nichtlinearen Eigenschaften von Natur aus schwierig zu lösen. Unterschiedliche Einschränkungen und Begrenzungen, die den realen Energiesystemen eigen sind, verstärken diese Komplexität weiter. Darüber hinaus haben moderne Energiesysteme neue Einschränkungen integriert, die das OPF-Problem hinsichtlich mathematischer Formulierung und Lösung komplexer machen. Dieses Papier bietet eine umfassende und grundlegende Übersicht über OPF, behandelt das Hauptkonzept, die mathematische Formulierung, OPF-Typen, umfassende Konzepte von OPF-Optimierungsproblemen und die verschiedenen Methoden, die zu ihrer Lösung entwickelt wurden. Darüber hinaus wird die Entwicklung dieser Methoden von herkömmlichen Ansätzen zu fortgeschrittenen und aktuellen Techniken, einschließlich mathematischer Methoden und KI-Methoden, die metaheuristische (suchbasierte) und maschinelles Lernen-Algorithmen (datengetrieben) umfassen, untersucht. Das Papier diskutiert auch verschiedene Arten von konvexen Relaxationsmethoden im Detail. Letztendlich hebt das Papier wesentliche Lücken, Herausforderungen und Möglichkeiten für zukünftige Forschungen hervor.