基于图论的输电线路功率组成和发电机与负荷间功率输送关？…

随着输电系统的开放,人们越来越要求按照线路的使用情况收费。该文利用图论民线路的功率组成和发电机与负荷间的功率输送关系,从而为输电服务提供合理的依据。文中证明了两个有关定理,介绍了新的潮流跟踪方法。该方法以交流潮流的计算结果为基础,快速、有效地计算发是地线中功率的贡献因子和负荷对线路功率的汲取因子,并进一步确定民负荷间的实际功率输送关系。所提方法也适用于实际系统有功和无功率输送关系的分析。     

基于线路功率组成的关键输电断面快速搜索

提出一种基于线路功率组成快速识别与过载支路相关的关键输电断面的方法,为避免发生连锁过载的快速控制算法提供基础。首先根据当前潮流采用基于图论的输电线路功率组成的快速分析方法,计算出每条线路上各发电机与各负荷间实际输送的功率;然后采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类,得到各条线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序。线路过载后,依序比较回路中线路与过载线路的潮流方向,以判定其是否属于过载线路的并行输电断面。最后通过计算过载线路切除后引起其潮流增加的有功潮流分布系数,判定过载线路的并行输电断面的范围。采用标准IEEE14节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

基于有向通路的潮流跟踪新方法

文中给出了潮流跟踪的一种新方法。该方法以交流潮流的计算结果为基础,利用图论理论确定每个发电机节点到负荷节点的有向通路,应用比例分配原则,经过简单的计算即可得到输电线路的功率组成和发电机与负荷间实际功率的输送关系,证明了两个定理：按比例分配原则,用有向通路算法进行潮流跟踪计算时,任一发电机对所有负荷的贡献总额等于该发电机的出力;任一负荷对所有发电机的汲取总额等于该负荷功率,保证了算法的可行性和正确性,谈及了潮流跟踪在电力的市场和充裕度计算中的潜在应用,文中用IEEE 14点节系统和国内考核题型II等系统证实了该方法的有效性和实用性。     

基于电流分布的电网功率分布因子的计算

基于经典电路理论提出电网电流分布理论,并以此为基础,得出了电源负荷分配因子和负荷电源汲取因子的解析模型及求解算法,揭示了发电机与负荷间的直接的功率传递关系。最后,通过分配功率与汲取功率之间的差额得到任一电源到负荷传输功率过程中的功率损耗。该方法在IEEE 3机9节点系统上进行了应用,其结果证实了算法的正确性和有效性。此算法为输电设备的使用份额以及输电过网费用的计算提供了合理的依据。     

用于发电权交易安全校核的发电机

根据电路的基本理论,在一定假设条件下推导得出发电机有功输出功率与其在输电线路上的功率份额近似呈线性关系。针对用于发电权交易的线路潮流安全校核的灵敏度法计算精度不高的问题,采用最小二乘拟合技术求得具有统计意义的发电机有功输出功率线性分布因子。与基于灵敏度方法求得的功率分布因子相比,所提方法计及了有功和无功潮流的耦合。IEEE 3机9节点系统的分析结果表明,当发电机出力在额定范围内进行较大调整时,依照该因子进行线路潮流的快速计算更加精确。     

有环流网络的输电线路成本快速分摊方法研究

潮流跟踪是分摊输电服务成本的重要方法之一．采用基于有向通路的改进方法进行潮流跟踪,可以快速得出每台发电机和每个负荷对指定线路的潮流贡献程度。并在此基础上对输电服务的综合成本进行分摊。该方法基于按比例分摊的原理,对出现环流的线路进行递归搜索,利用环流修正因子计算有环流线路上的各个元件对环流的贡献程度。该方法计算简单,可操作性强。以6节点系统为例,验证了该方法的合理性。     

基于有向通路的潮流跟踪新算法

在可以处理并行边的有向通路生成算法基础上,提出了一种功率分摊原则.应用该分摊原则,可以计算出输电线路的功率组成和发电机与负荷之间的实际功率输送关系,从而为输电服务收费提供合理的依据.运用IEEE14节点系统证实了该算法的实用性和有效性.     

电力系统功率分配的解析模型和算法

基于顺流分配矩阵提出一种有效快速的潮流跟踪解析模型及求解算法,并给出顺流分配矩阵、发电机出力矩阵和负荷矩阵等的构造方法及其相互间的关系,以此计算潮流跟踪分配系数矩阵,即可建立发电机对负荷分配的解析模型及求解算法.该模型直接解析表达了发电机出力与负荷功率间的解析关系,且可给出发电机对线路的功率分配关系.文中用定理证明了算法的正确性,保证了算法的可行性.该模型不需任何分摊原则,如：比例分摊原则等,而是通过矩阵分析直接得到解析模型.应用IEEE-14、IEEE-RTS系统及改变的IEEE-14环流系统证实了算法的有效性和正确性;同时,算例还证实了文中方法可用于无环流网络和环流网络,拓展了算法的应用范围.     

暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算

针对日益复杂的运行情况和系统对安全经济运行的要求,提出了暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算方法。基于暂态安全稳定量化分析方法获得的预想故障下安全稳定裕度、模式和元件的参与因子,结合功率对输电断面功率的灵敏度计算发电机和负荷对断面功率极限的影响因子,通过发电机、负荷功率调整计算出功率极限的最大值和最小值。基于安全稳定裕度筛选得到输电断面关键故障,采用裕度为权重的加权平均计算发电机和监视母线的综合参与因子,通过发电机和母线参与因子的相关性分析计算两个输电断面的关联度指标。所提出的方法能够为调度运行人员快速掌握当前运行方式下各个输电断面的暂态安全稳定水平,以及彼此之间的交互影响程度提供技术手段,四川电网的算例分析验证了方法的实用性和有效性。     

基于改进的广度优先搜索的潮流追踪

潮流追踪能确定发电机、线路、负荷之间功率分配和摄取的相互关系。基于图论理论按比例分配原则进行潮流识别,首先将支路损耗等效到支路两端,并利用最小生成树算法对有环流的网络解环,然后基于改进的广度优先搜索提出一种搜索追加方法计算发电机功率对其下游节点总流过功率的奉献因子矩阵及负荷功率对上游节点总流过功率的摄取因子矩阵。通过修改IEEE 14节点系统的电抗形成一个带环网的系统,从顺序和逆序两个方面计算发电机对负荷的功率分配、发电机对线路的功率分配及负荷对发电机的功率摄取,仿真算例验证了算法的有效性。     

Power transfer allocation for open access using graphtheory-fundamentals and applications in systems without loopflow

In this paper, graph theory is used to calculate the contributions of individual generators and loads to line flows and the real power transfer between individual generators and loads that are significant to transmission open access. Related lemmas are proved which present necessary conditions required by the method. Based on AC load flow solution a novel method is suggested which can decide downstream and upstream power flow tracing paths very fast and can calculate the contribution factors of generations and loads to the line flows efficiently. The power transfer between generators and loads can also be determined. The suggested method is suitable for both active and reactive power tracings of real power systems     

Evaluation of real power and loss contributions for deregulated environment

This paper proposes a new method to allocate real power and real power loss of individual generators to system loads. Both allocation procedures are conducted independently and it is based on current operating point of the system, computed through AC load flow program. Based on solved load flow results, the method partitions the Y-bus matrix to decompose the current of the load buses as a function of the generators’ current and load voltage. Then it uses the modified admittance matrix to decompose the load voltage dependent terms into components of generator dependent terms. Finally using these two decompositions of current and voltage terms, the real power transfer between loads and generators are obtained. Similarly, by using the same concept, real power loss allocations caused by generators and loads are discussed and cost of real power loss due to generators and loads is carried out in this study. The advantage of the proposed methodology is demonstrated by using a simple 5-bus system and the modified IEEE 24-bus RTS system. The proposed methodology provides better reliability and minimizes the limitations of conventional power flow tracing methods.     

综合考虑网络结构不确定性的概率潮流计算方法

目前,在概率潮流计算方法中,不确定性因素多数仅考虑了负荷的不确定性及发电机的随机故障,而不计及网络结构的变化。文中提出一种概率潮流计算新方法,综合考虑了负荷、发电机、网络结构不确定性对潮流结果的影响。文中推导了线路故障时节点注入功率与各支路有功功率的线性关系,应用半不变量法和Gram-Charlier级数展开式求取各支路潮流的概率分布,避免了复杂的卷积运算;结合补偿法及全概率理论来处理网络结构变化的随机因素,建立了综合考虑负荷随机变化、发电机随机故障和网络结构随机变化的概率潮流计算模型,可以快速求得各支路潮流的概率分布函数(CDF)和概率密度函数(PDF)。通过对IEEE 39节点及某区域电网实际系统的算例分析,表明网络结构的不确定性对待求量的概率分布有显著影响。因此,利用所提方法得到的概率潮流结果能为规划人员提供更准确和全面的信息。通过与蒙特卡罗方法进行比较,验证了该方法的快速性与准确性,说明所提方法具有实际应用前景。     

New reactive power flow tracing and loss allocation algorithms for power grids using matrix calculation

A novel simple method is suggested in this paper to evaluate the contributions of the sources (including the generators and branches’ charging capacitances) or the loads to the branches’ reactive flows and losses separately as well as to calculate the sources’ shares in providing the loads’ reactive powers. In the method, the study system is first converted to the system, each branch of which only has reactive loss, using a new technique for modeling the generating branches based on the AC load flow results. The properties of two new matrices (i.e. injection-bus and absorption-bus matrices), which are constituted for the obtained system, are then used to derive three other matrices. These matrices, which express reactive power productions of the sources in terms of reactive power consumptions of the demands (viz. the loads and branches’ losses) and vice versa, contain the intended contributory factors. Three-bus system is applied to demonstrate the computing process of the method whereas several IEEE systems are used to show its capability to implement on the transmission systems with arbitrary topologies and sizes. Some advantages of the method compared to the earlier methods are also illustrated.     

基于电路理论与正交投影的支路损耗分摊方法

基于正交投影概念,提出一种新的基于电路理论的支路损耗分摊方法。将发电或负荷电流源独立作用下的支路电流分量在支路总电流方向上作正交投影,定义该正交投影分量为电流源对支路的电流投影分量,以此为基础分解支路潮流,实现支路损耗分摊。支路潮流分解结果可作为输电线路利用份额的计算基础。还深入探讨节点注入功率的两种等效方式,指出将所有发电与负荷均等效为电流源的等效方式存在单个电流源独立作用的结果主要取决于对地支路的问题,而将发电与负荷分别依次等效为电流源/等值导纳的等效方式则反映了支路功率分布应主要取决于发电与负荷的分布而非对地支路的实际情况,故应采用该种等效方式。通过算例验证该文方法的有效性。     

Contributions of individual generators to loads and flows

Because of the introduction of competition in the electricity supply industry, it has become much more important to be able to determine which generators are supplying a particular load, how much use each generator is making of a transmission line and what is each generator's contribution to the system losses. This paper describes a technique for answering these questions which is not limited to incremental changes and which is applicable to both active and reactive power. Starting from a power flow solution, the technique first identifies the busses which are reached by power produced by each generator. Then it determines the sets of buses supplied by the same generators. Using proportionality assumption, it is then possible to calculate the contribution of each generator to the loads and flows. The applicability of the proposed technique is demonstrated using a 30-bus example     

基于系数矩阵确定电源与负荷分配关系的一种解析方法

利用顺流及逆流网络方程提出一种确定电源与负荷功率分配关系的功率分解解析方法。该方法通过基本网络方程推导出分配系数矩阵、发电机出力矩阵和负荷矩阵的相互间的关系,并以此计算分配系数矩阵,建立了发电机对负荷分配及负荷对发电机分配的解析模型及求解算法。该方法直接表达了发电机出力与负荷功率间的解析关系。并且不需任何假设,通过对系统基本模型进行矩阵分析直接得到解析模型。该方法在IEEE三机九节点系统上进行了应用,其结果证实算法的有效性和正确性。     

Topological generation and load distribution factors for supplementcharge allocation in transmission open access

This paper introduces a simple novel method of transmission supplement charge allocation based on topological analysis of power flows in the network. The method uses the MW-MILE methodology but analyses the share, not the impact of, individual loads and generators in line flows. This results in positive contributions from all the users hence rescinding the problem of counterflows