一種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)輸電線路網(wǎng)損的分配問題，具體涉及一種基于潮流跟蹤 和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，屬于電力系統(tǒng)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著管制的松散和重組，電力工業(yè)正經(jīng)歷著重要的改變，這些改變，一方面引進了 一種更加經(jīng)濟和高效的管理方法，另一方面也帶來了一些經(jīng)濟和技術(shù)上的決策問題。網(wǎng)損 分攤就是其中一個近年來引起高度重視的問題，通常來說，在電力系統(tǒng)中，網(wǎng)損大約占到了 總發(fā)電量的3% -8%，因此導(dǎo)致了花費了大量的錢財，網(wǎng)損通常被用來看做垂直一體化設(shè) 備的一種額外負荷或負擔，然而，在一個管制松散的環(huán)境下，發(fā)電機、輸電和配電網(wǎng)絡(luò)屬于 不同的實體，因此由于網(wǎng)損導(dǎo)致花費的大量錢財，應(yīng)該被公平的分攤給網(wǎng)絡(luò)用戶和市場參 與者，因此研究一種網(wǎng)損的分攤方法對于電力系統(tǒng)的調(diào)度是非常有意義的。
[0003] 到目前為止，已經(jīng)有一些方法用來解決網(wǎng)損分攤的問題，諸如比例法、邊緣法等， 其中比例法首先把網(wǎng)損在發(fā)電機側(cè)和負荷側(cè)之間被平均分攤，然后就不同水平的功率或電 流注入，按比例分攤給各發(fā)電機和負荷。邊緣法通過從功率流中得到增量網(wǎng)損系數(shù)來將網(wǎng) 損分配給網(wǎng)絡(luò)用戶和市場參與者，由于網(wǎng)損分配問題的高非線性，這些方法不能提供一種 封閉解，而且，傳統(tǒng)的電力跟蹤方法主要是使用比例分配準則來尋找出供需之間的關(guān)系，但 是沒有從最基本的電器原理和定理的角度，解釋發(fā)電機和負荷之間的供需關(guān)系的路徑信 息。
[0004]另外，合理分攤網(wǎng)損可以提高發(fā)電機的發(fā)電邊際成本計算的精確性，公平的分攤 網(wǎng)損有利于電力市場的健康運行。因此研究一種新的合理、公平的網(wǎng)損的分攤方法，具有重 要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何合理地將電力系統(tǒng)中的輸電網(wǎng)的功率損耗分 攤給發(fā)電機和負荷。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，該方法實施的具體步驟為：
[0008] 步驟1:輸入系統(tǒng)參數(shù)；
[0009] 步驟2:利用潮流跟蹤法添加負荷的等效并聯(lián)阻抗Ye或發(fā)電機的等效并聯(lián)阻抗Yd， 得到每一個發(fā)電機和負荷對所有支路的電流貢獻值JBl]以及流過每一個支路的電流IBl;
[0010] 步驟3 :根據(jù)步驟2得到的結(jié)果，利用電氣剖分方法得到每一個發(fā)電機或負荷所對 應(yīng)的電氣剖分子路徑阻抗Z1;
[0011] 步驟4:利用被剖分后的子路徑，得到每一個發(fā)電機在每個支路所分攤的 有功網(wǎng)損/和無功網(wǎng)損這!^以及每一個負荷在每個支路所分攤的有功網(wǎng)損/￡和 無功網(wǎng)損0^，由于發(fā)電機和負荷均衡分攤總網(wǎng)損，由此得到由發(fā)電機分攤的有功 網(wǎng)損無功網(wǎng)損
以及由負荷分攤的有功網(wǎng)損
_alloeati'〇n去/￡、無功網(wǎng)損一2
[0012] 進一步的，本發(fā)明的一種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，所述步 驟1中輸入的系統(tǒng)參數(shù)包括支路序號、始節(jié)點、末節(jié)點、電阻值、電抗值、電納值。
[0013] 進一步的，本發(fā)明的一種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，所述步 驟2中的潮流跟蹤法具體為：設(shè)一個電路網(wǎng)絡(luò)中有N條母線，M個發(fā)電機，K個負荷，L個支 路，假設(shè)發(fā)電機在母線1到M，負荷在母線（M+1)到（M+K)，運用基爾霍夫定律，得到電路中 每個節(jié)點的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，然后使用電力潮流方法或者狀態(tài)估計方法，得到每個負荷節(jié)點 的等效并聯(lián)導(dǎo)納t，再得到由負荷等效并聯(lián)導(dǎo)納組成的負荷等效并聯(lián)阻抗Ye，其中1是Ye 的對角元素，由此得出終端母線電壓為V=YJt；，其中，L是由發(fā)電機的電流組成的對角矩 陣，Is=[Ii，12,. . .，IM，. . .，0]T，Id12,. . .，IM分別為流過發(fā)電機1，2,…，M的電流，最后得 到每一個支路電流，
_，其中i= 1，2,. . .，L，石1是 一個L*L的對角矩陣，R是一個L*N的連接矩陣，乃，.是發(fā)電機j在支路i的電流分配因子， 馬是流過發(fā)電機j的電流，ZKl、Zu是h中的元素，ZBl是支路i的阻抗。
[0014] 進一步的，本發(fā)明的一種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，所述步 驟3中的電氣剖分方法具體為：設(shè)一個阻抗為Z的輸電線被電流為Ii, 12, 13,. ..，IM的發(fā)電 機或電流為L12, 13,. ..，IK的負荷共享，這條輸電線路就被剖成M或K條子路徑，其中的 每一條都攜帶電流L12, 13,. ..，IM或Id12, 13,. ..，IK的其中一個，再利用每一個支路電流 Id12, 13, . . .，IM或Id12, 13, . . .，IK，運用歐姆定律，得到每一個子路徑阻抗Z1。
[0015] 進一步的，本發(fā)明的一種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，所述步 驟4中第j個發(fā)電機對應(yīng)于第i條輸電線路的子路徑阻抗為由此得到每個 Bi-j 發(fā)電機的有功網(wǎng)彳
和無功網(wǎng)損
[0016] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0017] 1、本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了一種潮流跟蹤和電氣剖分方法來計算網(wǎng)損并進行分攤， 相比較其它計算網(wǎng)損的方法，計算結(jié)果更加的精確，適用性更加廣泛；
[0018] 2、本發(fā)明所提出的方法均是基于基本的電路原理和定律，因此更加的合理、公平， 操作簡單，使用方便，在實際的應(yīng)用中非常廣泛。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的IEEE6節(jié)點標準電力網(wǎng)絡(luò)。
[0020] 圖2是本發(fā)明的電氣剖分方法示意圖，其中（a)是原來輸電線的示意圖，（b)是子 路徑的不意圖。
[0021] 圖3是本發(fā)明的電氣剖分方法示意圖，其中（a)是原來輸電線的電流和阻抗的示 意圖，（b)是經(jīng)過剖分后的子路徑的電流和阻抗的示意圖。
[0022] 圖4是本發(fā)明的分解后的G1的子網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0023] 圖5是本發(fā)明的分解后的G4的子網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0024] 圖6是本發(fā)明的分解后的G6的子網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0025] 圖7是本發(fā)明的方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0027] 如圖7所示，本發(fā)明提出一種基于潮流跟蹤和電氣剖分方法的網(wǎng)損分攤方法，具 體技術(shù)方案如下：
[0028] 1、使用潮流跟蹤法分解每一條功率流和支路電流，以此來計算出每個發(fā)電機和負 荷所占的比例：為了跟蹤潮流，這里我們采用一個具有N條母線，M個發(fā)電機，K個負荷，L個 支路的網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)發(fā)電機在母線1到M上，負荷在母線（M+1)到（M+K)上，運用基爾霍夫定 律得，電路中每個節(jié)點的節(jié)點導(dǎo)納矩陣為
[0029] YV=I (1)
[0030] 利用潮流計算方法或狀態(tài)估計方法，可把負荷節(jié)點等效為并聯(lián)導(dǎo)納：
[0031] Yx= (p.-jQ^/IV,!2 (2)
[0032] 其中Pd Qi，t為有功和無功功率以及負荷節(jié)點的電壓，增加這些等式到Y(jié)矩陣的 對角元素，得到：
[0033] YgV=IG (3)
[0034]這里I(；=[I12, 13,…，IM,…，0]T
[0035] 對于每一個支路，流過它們的電流可由母線電壓計算得到
[0036] IB=ZL:RV (4)
[0037] 其中IB=[IB1，IB2，…，IBl，…，IBJT，ZL1是一個L*L是一個對角矩陣，R是一個 L*N連接矩陣，把式子（3)代入得：
[0038] IB=ZL 'RYs'ls (5)
[0039] 上式改寫成：
[0040] IBi= J bi1Ii+Jbi2I2+- ? ? ? +JbiMIm
[0041] IB2= J B21Ii+Jb22I2+- ? ? ? +Jb2MIm
[0042] .
[0043] .
[0044] .
[0045] (6)
[0046] IBi= J Bi^i+JBi2^4"----+Jb,Im
[0047] .
[0048] .
[0049] .
[0050] IBi= J b/Ii+Jbi2^4"----+Jbi MIm
[0051] 其中JBl]為發(fā)電機j在支路i的電流分配因子，Zkl、ZH是h中的元素。具體的計 算公式為：
[0052] JBlJ= (Zkl-ZH)/ZBl (7)
[0053] 2、網(wǎng)損分攤問題的建模
[0054] 網(wǎng)損問題被定義為電流的平方與輸電線的電阻乘積，對于一個給定的電力系統(tǒng)， 每一輸電線路上的電流由所有發(fā)電機和負荷貢獻，假設(shè)發(fā)電機貢獻的電流Ii，12, 13,. . .，IM 和負荷貢獻的電流為Ii，12, 13, . . .，IK，此時該輸電線路的總損耗為
[0055]Sloss=(I!+l2+. ? ? +Ii+. ? ? +Im)2Z ⑶
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