电气节点源流瞬时功率与周期能量分配关系分析

目前,在电网关口节点安装的各类功率和电能表,只能测量和统计进出线路上的总功率和总能量,缺乏分析电气源流间功率交互和能量分配关系的功能。此状况制约了电力成本核算与分摊工作的公正开展。该文在将节点比例共享定理由瞬时电流拓展应用至瞬时功率的基础上,推导出计算节点任意源–源间和流–流间瞬时功率交互穿越值,以及任意源–流间瞬时功率送受值的关系式;设计了数值和解析计算节点源流1个周期能量分配关系的方法,建立了反映节点所有源–源、流–流和源–流间能量交互与送受关系的电能分配矩阵。最后,通过算例,比较了该文方法与其他方法的差异。所提方法将对开发新型节点关口智能电表、为进行关口能量与成本核算提供理论支撑。     

交直流电力网络源流电能分配关系解析

瞬时值解析方式虽更易于厘清电气源流间的瞬时分配关系,但若将其直接应用于分析大型交直流电网源流电能分配关系(EDR),则仍存在计算量大、与常用关口式电能计量模式不兼容的问题.为此,提出了一种解析EDR的方法.推导了关于交流支路源-流对的瞬时电流和功率及周期电能分配关系式,提出了计算直达能量成分及其能耗的方法,并采用等效虚...     

交流电力网络源流电气关系新解

电力市场环境下,正确分析各市场主体通过电力网络源流电气量的相互交换所发生的具体关系,是客观公正评估若干与电能交易相关的经济流与环境流问题的基础。传统基于平均值含义的相量形式分析源流电气关系的方法,普遍受有功无功量非线性耦合的困扰,难以取得理论突破。文中从无此困扰的瞬时值形式出发,对交流电力网络源流电气关系展开新的探析。首先,从瞬时潮流演变角度,分析电源、负荷、支路、节点等网络单元均具有源–荷二重性,由电流形成基本条件,论证节点瞬时电流比例共享原则的成立性。基于此,提出计算工频整周期内源流电气成分及其份额(electricalshare,ES)系数的方法:1)建立特殊关联矩阵计算不同源流间的瞬时电流分配关系;2)借助节点瞬时电压进一步计算不同源流间的瞬时功率分配关系;3)通过工频整周期的积分,获得源流电能分配关系及源流间的ES系数。最后,通过算例,说明方法的正确性。     

基于瞬时值解析的交流输电路径电气份额计算

多个电气用户共用交流输电路径时,能否正确计算各自对输电路径的使用份额系数,关乎电力系统许多技术和经济问题的客观公正解决。然而,该问题目前尚未取得达成共识的解决方法。经重新审视发现,现有方法的研究思路普遍基于交流电路有关物理量的平均值、从相量分析的角度构造电气份额(electrical share,ES)计算关系,该思路可能从一开始就为方法存在理论缺陷埋下了隐患。文中回归到从交流电路瞬时值角度探讨问题的解决之道:先由交流电气用户和输电路径上的瞬时功率或瞬时电流的实际分布(包括方向和数值)情况,定义瞬时ES系数,再对瞬时ES系数求特定时间周期内的平均值。先求待研究物理量的瞬时值再求其平均值的计算方式,符合对任意连续时间过程相关物理量的一般评估思路。在此基础上,针对交流输电路径受端节点联接等效负荷用户(或送端节点联接等效电源用户)、送端节点联接电源和负荷用户、受端节点联接电源和负荷用户几种方式,给出了不同用户使用输电路径的瞬时ES系数和平均ES系数解析计算关系。理论检验和数值算例对比分析结果表明,源于瞬时值解析得出的ES系数计算方法,更具理论正确性,有可能尽早使问题取得共识性成果。     

基于电流分解的输电损耗分摊双向追踪方法

针对已有的基于潮流追踪的分摊方法很难实现损耗在电源和负荷之间的公平分摊,提出虚拟发电/负荷电流的概念以及基于电流分解的输电损耗分摊双向追踪算法.通过分别追踪电流的实部和虚部,在计算虚拟发电电流在各支路中分量的基础上得到各参与者对支路电流的贡献,最终实现功率损耗的分摊.将对地导纳支路电流等效为发电电流或负荷电流,按照比例分摊原则将充电功率分摊的损耗完全分摊给电源和负荷.通过正向和反向两次追踪可实现功率损耗在所有电源和负荷之间的分摊,两者分摊损耗的比例由系统的运行方式及其在系统中的电气位置共同决定.该算法适用于联营体运营模式以及联营-双边交易共存模式的网损分摊,也可对具有环流的网络进行处理.应用IEEE-14和WSCC-9母线系统描述了该方法的计算过程,多个系统的测试结果显示了该方法的有效性.     

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。     

南方电网西电东送通道无功功率流动机理分析

南方电网西电东送通道上长期存在送端从受端吸收无功功率的现象,该现象即使在受端电压低于送端电压的情况也存在,对此传统的无功功率流动理论难以解释。对该现象的机理进行了深入分析,发现输电线路的电阻对于无功功率的流动具有一定的影响,电阻的存在使得两侧电压相当时受端系统注入线路的无功功率多于送端,且线路电阻越大、输送功率越多,送受两端注入线路无功功率的差值越大。因此,进行长距离输电线路无功平衡和无功配置分析时需要考虑线路电阻的作用,在受端可适当增加配置无功补偿装置。     

计及送受端新能源和负荷相关性高压直流功率修正方法

近年来,中国高压直流输电技术的快速发展,为中国跨区消纳新能源电力提供了有效手段。在研究新能源出力特性基础上,基于相关系数法研究了高压直流送端电网新能源和受端电网负荷之间的相关性,在保证直流联络线日交易电量不变的前提下,建立了直流有功功率修正量数学模型,考虑了直流功率调整的各种约束条件,提出计及送受端新能源和负荷相关性的高压直流功率修正方法,以促进新能源消纳并提高直流输电通道利用率。并基于某在运跨区高压直流送受端电网的实际调度运行数据开展算例分析,验证所提方法的有效性。     

促进跨区新能源消纳的直流联络线功率优化模型及分析

提出了一种考虑直流联络线功率阶梯化运行、送端电网与多个受端电网跨区协调的常规能源与新能源联合优化的发电计划模型。建立了直流联络线功率阶梯化运行的数学模型,该模型满足直流功率调整的各项特性要求,包括直流功率阶梯化、相邻时段不可反向调整、稳定运行持续时间、日交换电量不变等约束,既充分发挥了直流联络线可灵活调节的特点,又避免了高压直流换流设备的频繁转换,提高了直流联络线计划的可执行性。同时,该模型可考虑多个跨区互联电网间的多条输电通道,以及送受端电网间的系统负荷互补性和新能源接纳能力,实现了送受端电网间的协调调度,促进新能源在更大空间范围内消纳。基于国内某跨区互联电网的实际数据,验证了所提模型的有效性。     

基于电流变化量的自适应母线保护

提出了母线差动保护的自适应判据和母线外部故障时TA饱和的判别方法,用于快速反应母线故障和解决母线区外故障保护误动问题。根据母线外部故障时工频电流变化量差动电流主要表现为母线分布电容电流的变化量,母线内部故障时特别是经高阻故障时可能有一部分穿越性负荷电流流经母线,流进母线的工频变化量电流在流出电流支路的阻抗和故障点等效的过渡电阻之间分配的特点,得到自适应母线保护的动作判据。基于饱和的TA在瞬时电流过零时有一线性传变区,瞬时电流变化量制动电流时间先于瞬时电流变化量差动电流这种特点,得到母线区外故障时TA饱和的判别方法。提高了保护的可靠性和灵敏度,不受系统运行方式和过渡电阻的影响。     

基于电流分析基础上的输电设备利用份额问题

针对目前输电设备利用份额单向分配方法的不足,建立了全网用户共同分担输电设备利用份额的新模式。根据潮流标注图上不存在有向回路的定理,基于电流追踪数学模型,利用图论方法进行计算。对不同电源之间或不同负荷之间及电源与负荷之间对同一支路的利用份额的差别,提出了发电机和负荷共同分摊输电设备利用份额的方法。这种改进后的算法减少甚至消除了电网用户间的相互补贴现象。通过对5节点系统进行仿真研究,验证了所提方法的有效性。所用算法不仅可用于输电设备利用份额的计算,也可用于网损分摊问题的计算,这表明该方法在输电定价的研究中有广泛的应用前景。     

基于楼宇分布式能源提升配电网韧性的智能表计优化配置方法

针对现有配电网韧性研究未充分考虑需求侧资源价值的问题,提出了一种新的利用需求侧智能楼宇(smart building,SB)实现供电韧性的解决方案.首先,基于SB中能量转换存储设备的可调特性,分析了灾后SB对配电网的能量支撑作用.在此基础上,构建了基于二阶段随机规划的需求侧资源最优开发模型.在充分计及极端天气对电网损伤...     

面向全电网用户的输电费用分配模式与仿真研究

针对目前输电费用单向分配方法的不足,建立了输电费用向全电网用户分配的３种新模式,即发电侧模式、负荷模式和面向元件的模式。基于潮流解和拓扑分配系数法给出了相应的输电费用向全电网用户分配的计算方法,通过对６节点系统进行仿真和分析,验证了文中方法的有效性。     

Cross-term Decomposition Method for Loss Allocation in Distribution Systems Considering Load Power Factor

The customers of distribution system are generally encouraged to maintain better power factor through suitable tariff structures. The feeder power loss allocation is a part of tariff. The feeder power losses also depend upon power factor of loads. Therefore, loss allocation method should incorporate suitable rewarding and penalizing strategy for better and poor factors loads. This paper proposes a new distribution loss allocation method that considers load power factor to allocate losses in a more practical way. The proposed method employs bifurcation of cross terms of branch power loss among contributing nodes. The method provides loss allocation to system nodes in such a way that it provides rebates/penalties against variation in load power factor only to the concerned nodes. The proposed method is applied to 30-bus and 33-bus test distribution system and compared with other established methods. The analysis of the application results highlights the importance of the proposed method.     

支路损耗分摊方法在输电网损公正分配中的应用

支路损耗分摊的准确和公正与否是确保电力市场中用户公平竞争的关键。针对现有支路损耗分摊方法理论上不严密和物理意义不明确等方面的缺陷，提出了一种新的支路损耗分摊的有效方法。这种方法将支路损耗看成由有功电流引起的损耗和无功电流引起的损耗两个部分组成，对有功(无功)电流引起的损耗再按电源对支路有功(无功)电流的贡献成正比分摊。这种方法不仅符合支路损耗的基本性质、能直接处理电网中的串并联支路，而且直接计及了有功和无功潮流的交叉耦合，弥补了已有方法的不足。基于本文方法给出了支路损耗分量的比例性质，探讨了本文方法和已有支路损耗分摊方法的等价关系和性能，仿真结果验证了本文方法和结论的正确性。     

Loss allocation to consumers before and after reconfiguration of radial distribution networks

This paper presents allocation of power losses to consumers connected to radial distribution network before and after network reconfiguration in a deregulated environment. Loss allocation is made in a quadratic way, which is based on identifying the real and imaginary parts of current in each branch and losses are allocated to consumers. Comparison of loss allocation after multi-objective approach based distribution network reconfiguration is made with those before reconfiguration. For network reconfiguration, multiple objectives are considered for minimization of system real power loss, deviations of nodes voltage, branch current constraint violation and transformer loading imbalance and they are integrated into an objective function through appropriate weighting factors which is minimized for each tie-switch operation. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through an example.     

面向全电网用户的阻塞成本分摊方法

提出了一种在电力中心交易模式下，面向全电网用户的输电阻塞成本分摊的新方法。对发电侧，首先将阻塞费用分摊到各阻塞支路，然后按照各发电机对阻塞支路潮流影响的大小将支路阻塞费用分摊给各发电机。对用户侧，采用Auman-Shapley方法进行阻塞定价，保证了阻塞费用合理分摊给各用户。与其他方法相比，此方法同时向发电机和负荷用户提供了经济信息，对全电网用户都具有激励作用。同时，此方法消除了销售盈余。仿真计算表明，此方法计算简单、易于实现。     

Loss allocation of radial distribution system using Shapley value: A sequential approach

This paper presents a new method to allocate the power loss in a radial distribution system to loads and distributed generations (DGs). Integration of DGs has increased the importance of loss allocation because it alters the total power losses. The proposed method calculates the loss allocation in sequential manner using Shapley value method specifically for radial distribution system. The losses allocated by using proposed method are same as obtained from the conventional Shapley value method which satisfy the axioms of fairness. An important virtue of proposed method is that it reduces the memory and computational burden as well as ensures the fair allocation and recovery of total complex losses. The results are discussed and illustrated on different test systems.