刘明波

主要研究领域为：电力系统调度与控制,电力市场,电力系统电压稳定分析与控制,综合能源系统,高性能优化计算,数学优化与机器学习。主要代表性成果如下：
在大电网最优潮流领域,主要从事静态无功优化、动态无功优化、稳定约束最优潮流、大电网分解协调优化等方面的研究。出版专著《大电网最优潮流计算》,被中国电力百科全书（第三版）电力系统卷“最优潮流”条目列为三本参考书目之一；提出求解交直流互联大电网多目标最优潮流问题的分段规格化法平面约束法以及求解含离散控制的静态无功优化和动态无功优化算法。代表性论文：Reactive power and voltage control in distribution systems with limited switching operations （IEEE Transactions on Power Systems,被引118次）; An extended nonlinear primal-dual interior-point algorithm for reactive-power optimization of large-scale power systems with discrete control variables （IEEE Transactions on Power Systems,被引191次）。
在线损理论计算、软件开发及工程应用方面,出版两本专著《线损理论计算原理及应用》和《线损理论计算软件从入门到精通》；研发线损理论计算与管理系统,自2001年起在广东电网年度理论线损计算中获得应用；制订两个中国南方电网有限责任公司企业标准《线损理论计算技术标准（试行）》和《线损理论计算软件技术标准（试行）》；获广东省科技进步三等奖和中国南方电网有限责任公司科技进步三等奖。
在电力系统电压稳定分析与控制领域,主要从事静态电压稳定、中长期电压稳定和暂态电压稳定等方面的研究。出版专著《电力系统电压稳定分析与控制方法》；开发广东电网电压调控安全评估系统,获中国南方电网有限责任公司科技进步二等奖；针对动态无功源优化配置问题,构建多故障集下的短期电压安全和功角稳定约束的多目标混合整数动态优化模型,提出简化广域规格化法平面约束法和凸松弛算法分别处理三目标优化和整数变量的STATCOM安装地点,避免整数变量的组合爆炸问题；进一步借鉴凸松弛动态优化思想,动态化构建主动配电网最优运行模型,创造性地将混合整数优化和动态优化有机结合,采用混合整数动态优化模型描述一天24小时的最优运行问题,该模型将负荷和分布式发电的出力描述为连续光滑的轨迹,旨在为主动配电网提供最优的连续光滑调度轨迹。在实际工程中,离散控制装置需要被限制一天24小时的调节/切换次数,表现为绝对值不等式约束,极大增加了混合整数动态优化模型的求解难度,采用凸松弛算法实现混合整数动态优化模型关于整数变量的简化凸转换和紧松弛。代表性论文：Multi-objective mixed-integer dynamic optimization method applied to optimal allocation of dynamic Var sources of power systems （IEEE Transactions on Power Systems）；Optimal scheduling of active distribution networks with limited switching operations using mixed-integer dynamic optimization （IEEE Transactions on Smart Grid）。
在高比例可再生能源电力系统优化调度与控制领域,主要从事交直流互联大电网、主动配网、多微网系统和输配一体化大系统的智能化调度与控制等方面的研究。提出针对不同通讯方式求解大规模电力系统和主动配电系统最优潮流问题的分散式内点法、具备即插即用特性的求解含多微电网主动配电系统最优潮流的分散式鞍点动态方法。代表性论文：Fully decentralized optimal power flow of multi-area interconnected power systems based on distributed interior point method （IEEE Transactions on Power Systems）; Incremental-oriented ADMM for distributed optimal power flow with discrete variables in distribution networks （IEEE Transactions on Smart Grid）; Decentralized saddle-point dynamics solution for optimal power flow of distribution system with multi-microgrids （Applied Energy）。研发交直流互联大电网智能优化调度系统,该系统计算规模覆盖跨省区交流输电通道8条和直流输电流通道9条及以上,电网节点数达到15000个节点及以上,计算速度满足5分钟滚动一次,获得中国南方电网有限责任公司科技进步一等奖和中国电力科学技术进步三等奖。作为《南方电网技术》特约主编,主办“新型电力系统背景下多元协同电网优化调度关键技术及应用”专刊。
在高性能优化计算研究方面,主要从事静态无功优化、动态无功优化、交流潮流约束机组组合、随机经济调度等的并行算法研究。采用内嵌离散惩罚非线性原对偶内点法求解无功优化问题,利用GPU实现线性修正方程的并行求解,在某实际2212节点系统上的加速比达到近30倍；针对某省级含风电接入的电力系统动态经济调度问题,当风电误差场景数为1000时,变量数、不等式约束数目和等式约束数目分别为16432417、49686238和99101,提出基于场景解耦和异步迭代的并行算法,在DELL刀片计算机（16个刀片32个CPU）上完成测试,需花费2.152小时。代表性论文：Multiobjective stochastic economic dispatch with variable wind generation using scenario-based decomposition and asynchronous block iteration （IEEE Transactions on Sustainable Energy）。
在电力市场领域,主要从事新能源、碳排放权、分布式能源、虚拟电厂的市场化交易机制与方法, 输配协调优化方法，博弈论算法等。提出考虑安全校核的分布式能源资源集成商参与能源和储备市场的Stackelberg加速博弈方法,碳排放交易机制下发电企业参与电力市场的多领导者多跟随者博弈的共享约束方法,城际客运公司参与电能量和备用市场的双层优化模型,集中市场与地方市场共存下输配协调的广义纳什均衡分析,代表性论文：An accelerated Stackelberg game approach for distributed energy resource aggregator participating in energy and reserve markets considering security check （Int. J. of Electrical Power and Energy Systems）; Shared-constraint approach for multi-leader multi-follower game of generation companies participating in electricity markets with carbon emission trading mechanism （Journal of Cleaner Production）；Operational scheduling of intercity passenger transportation company participating in energy and reserve markets （Int. J. of Electrical Power and Energy Systems）; Generalized Nash equilibrium analysis of transmission and distribution coordination in coexistence of centralized and local markets （Int. J. of Electrical Power and Energy Systems）；与广东电力交易中心合作的成果“复杂源网荷环境下的全景电力市场运行关键技术研究与应用”获广东电力科学技术奖一等奖。
在综合能源系统研究方面,主要从事电解水装置的运行特性与数学建模、风电制氢P2G设备与CO2热电储能联合能源系统运行优化、考虑制氢效率变化的综合能源系统氢储能最优配置等方面的研究,提出基于电转气与二氧化碳热电储能联合运行机理模型的多能源系统优化方法。代表性论文：Optimization of multi-carrier energy system based on new operation mechanism modelling of power-to-gas integrated with CO2-based electrothermal energy storage （Energy）。