利用电流的实部与虚部分量进行复功率追踪

输电设备利用份额问题不仅与系统的有功功率有关，而且与系统的无功功率有关。提出了一种基于电流的实部与虚部分量进行复功率全面追踪的方法。在潮流求解的基础上，将系统中所有的发电机注入功率、负荷功率和接地支路的注入功率均转换成电流的实部与虚部分量，然后根据电流在支路中不变的特点分别对电流的实部与虚部进行追踪，求出各源点电流在支路电流中所占的份额，最后再合成为相应的复功率分量，并通过向支路复功率方向投影的方式确定出各源点复功率的利用份额，这样克服了电网中由于有功及无功功率的耦合而难以分别对其进行追踪的问题，其特点是计算结果与平衡点的选择无关且计算过程简单。算例表明该方法可以简洁有效地给出电源点或负荷点的复功率在各支路复功率中所占的份额，并与单纯的有功功率追踪结果进行了对比。     

复功率电源的支路功率分量理论

给出了电源对节点的有功电源和无功电流的定义,基于全微分和定积分的概念,推导了各电源在支路复功率分量产生的有功损耗和无功损耗分量的计算公式、有功功率和无功功率分量产生的复功率损耗分量的计算公式;考虑了电源有功和无功的耦全作用对支路复功率损耗和潮流分量的影响。创立了复功率在支路中引起的复功率损耗和潮流分量计算的基本理论。     

支路复功率损耗和潮流分量的归属分析

提出了一种发电机对支路复功率损耗和潮流贡献分量的计算方法。基于稳态潮流解,先将所有发电机等值成节点注入电流源,负荷等值成阻抗;然后运用叠加定理,基于节点阻抗矩阵求解电网中各个发电机在支路上引起的电流分量,进而确定各发电机对支路复功率损耗的贡献。在此基础上,将支路复功率潮流分量等效成等值阻抗消耗的功率,推导了发电机对支路复功率潮流贡献分量的新算法,解决了支路复功率损耗和潮流的归属问题。文中方法满足电路定律,没有任何假设或近似,也无需构造无损网络,同时考虑了有功和无功功率之间的耦合影响。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

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.     

基于支路耗散功率分量的无功定价方法

提出了一种基于支路耗散功率分量的无功定价新方法.将具有无功调节能力的设备视为无功源,将对无功源有依赖作用的负荷(包括有功负荷和无功负荷)和发电机(有功出力)视为用户(或消费者).基于电网的稳态潮流解或状态估计解,将各无功源输出的感/客性无功功率用等值并联电纳(简称"费用电纳")替代,将各用户的功率用等值节点注入电流替代,然后运用支路耗散功率分量理论求各用户在费用电纳上产生的耗散无功分量及其对应的无功费用.总加所有费用电纳上某用户有功功率(无功功率)对应的无功费用,并求单位无功费用,即得该用户消费单位有功功率(无功功率)的无功电价.这种方法不仅适用于任意结构和有环流的电网,而且在计及有功功率和无功功率耦合影响的同时还确保收支平衡.数字仿真结果验证了所述方法的有效性.     

直接考虑P-Q耦合的输电费用分配方法

在目前国内外的研究中，输电费用只按有功潮流进行分配，无法计及无功潮流的交叉影响，因为，基于传统的电路理论无法结合有功和无功潮流来定义元件的使用份额，这损害了输电费用分配的公平性。为此，该文推导了复功率负荷的支路功率分量计算理论，基于负荷和发电机的复功率在支路上引起的有功损耗分量，给出了负荷和发电机对元件使用份额的新定义。该定义既直接考虑了有功和无功潮流的耦合作用，又消除了已有定义中电力元件首末两端甚至多端利用份额不一致的矛盾，提出 了将输电费用同时分配给发电机和负荷用户的一种新方法，该方法彻底消除了发电机和负荷自身之间的补贴现象，为电力市场公正运营奠定了新的理论基础，一个5节点系统的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于电流实部与虚部双向追踪的输电设备利用份额模型及应用

:针对输电设备利用份额的传统定义不能计及有功和无功潮流的耦合作用,基于电流的实部与虚部分量提出输电设备利用份额的新模型及定义。该模型将节点和支路功率转换为电流,通过对电流的实部和虚部分别进行双向追踪,可得到全网用户对输电网的利用份额。该模型不受分配模式的限制,通过恰当处理对地支路,可直接用于联营体模式下输电损耗和成本的完全分摊,文中给出了相关证明。采用“节点分裂”的等效方法和面向元件的分配模式,该方法可实现联营-双边交易共存模式下输电损耗的分摊。以5节点系统为例,对新定义和几种不同定义进行了比较,并对双边交易的增量和边际损耗及本文结果进行了分析。给出的IEEE-30节点算例验证了该方法的有效性。     

复功率电源的元件功率分量理论与仿真

基于支路复功率分量理论^〔1〕,推导了具有多条串并联等效支路的电力元件上复功率损耗和潮流分量的准确计算公式。建立了电力元件上复功率损耗分量与电源之间的准确对应关系和电力元件首、末端潮流分量之间的非线性关系。将传统的只适用于无损网络的流追踪法推广到有多等效支路的元件构成的有损网络,提出了复功率地节点负荷和元件功率分量贡献的有效计算方法,为电源对电力系统元件利用份额的唯一性和深入研究输电服务奠定了理论基础。多个系统的数字仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

关于瞬时无功功率理论的探讨

通过瞬时无功功率P-Q理论(IRP)及电流物理分量理论(CPC)在电网电压、电流为正弦的三相三线制不对称电路中的应用的对比,表明瞬时无功功率理论的分析结果与电路中的某些功率现象不一致:即无功功率Q为零时,瞬时无功电流可能不为零;有功功率P为零时,瞬时有功电流不为零;电源电压为正弦,负荷为非谐波源时,瞬时有功电流和瞬时无功电流中都包含三次谐波分量。瞬时有功功率p、瞬时无功功率q与有功功率P、无功功率Q及不平衡功率D之间的关系说明p、q分别与多个功率现象相关,仅用P、Q的瞬时值不能无延时的辨识三相负荷不对称系统的功率特性。这一结论对有源电力滤波器的控制算法具有重要意义。     

Tracing active and reactive power between generators and loadsusing real and imaginary currents

In a competitive environment, usage allocation questions must be answered clearly and unequivocally. To help answer such questions, this paper proposes a method for determining how much of the active and reactive power output of each generator is contributed by each load. This method takes as its starting point a solved power flow solution. All power injections are translated into real and imaginary currents to avoid the problems arising from the nonlinear coupling between active and reactive power flows caused by losses. The method then traces these currents to determine how much current each source supplies to each sink. These current contributions can then be translated into contributions to the active and reactive power output of the generators. It is also shown that the global contribution of a load can be decomposed into contributions from its active and reactive parts. This decomposition is reasonably accurate for the reactive power generation. To determine the contributions to active power generation, the previously-described method based on the active power flows is recommended     

电力市场中的输电费用分配方法研究

随着输电网的逐步开放,人们越来越关心输电费用的分配问题,希望根据对线路的实际使用情况计费。在回顾了以往基于交易和基于直流潮流灵敏度分析的分配方案后,重点对几种基于潮流跟踪的分配方案进行了评述。Bialek跟踪法提出了潮流跟踪算法中一个重要原则——比例分配原则;Kirschen跟踪法引入domain,common,link的概念简化了系统,根据比例假设,将潮流跟踪的速度大大提高;基于电流的潮流跟踪对复电流的实部和虚部分别进行跟踪,最终再转化为功率的分布。它无需将网络的有功功率和无功功率解耦,无需将有损网络转换成无损网络。总结了有待解决的几个问题,表明以后的研究方向。     

基于四维复数概念的瞬时功率定义

该文提出了基于四维复数概念的瞬时功率定义方法，类似传统频域的有功和无功定义，该方法将瞬时实功和虚功分别定义为复数电压和复数电流共轭量乘积的实部和虚部，具有定义简洁、物理意义清晰的特点，此外，该方法能较好地解决三相电路含零序分量时的瞬时功率定义的问题，是一种普遍适用的瞬时功率定义方法。     

输电成本计算中损耗分摊原则的研究

该文对网络损耗的分摊问题进行了深入的研究 ,提出了附加损耗的概念。对已有的按电流平方比例与按电流比例两种分摊原则进行了详细分析 ,指出按电流比例进行损耗分摊实际上是将附加损耗平分与每个用户 ,这对小用户而言是不合理的。在此基础上 ,提出了一种新的损耗分摊原则。依照该原则 ,附加损耗按用户的功率比例进行分摊 ,而其余部分按照功率平方比例分配。该文还从理论上阐述了该原则的公平与合理性。研究还明确了应按复功率的模值比例进行损耗分摊 ,忽略无功功率的影响或追踪有功潮流只按有功功率比例进行分摊、追踪无功潮流只按无功功率比例进行分摊的计算方式 ,在某些情况下是不准确的。仿真算例表明了该文所提观点的正确性     

潮流追踪迭代算法

该文在对潮流流动机理进行深入分析的基础上,提出了一种新的快速准确潮流追踪算法,在潮流追踪过程中,考虑了有功与无功功率之间的影响,是完全意义上的有功和无功功率追踪,算法中采用了有功功率与无功功率追踪的迭代进行方式,从而克服了在有功与无功功率通路不同的情况下无法进行准确追踪的困难。由于充分利用了电压分布的特点,将节点电压的幅值和角度作为水平位分别对有功和无功功率进行追踪,在确定节点追踪顺序中避免了对节点和线路的搜索,可显著提高计算速度,因为该算法中同时对有功和无功功率进行追踪,故计算结果准确,该算法直观,清晰,计算快速,准确,数字算例表明,文中的观点是正确的,所提出的迭代算法是有效的。     

Transmission loss allocation in a deregulated electrical energy market

This paper presents a new method for transmission loss allocation in a deregulated electrical power market. The proposed method is based on physical flow through transmission lines. The contributions of individual loads to the line flows are used as basis for allocating transmission losses to different loads. With minimum assumptions, that sound to be reasonable and cannot be rejected, a novel loss allocation formula is derived. The assumptions made are: a number of currents sharing a transmission line distribute themselves over the cross section in the same manner; that distribution causes the minimum possible power loss.Application of the proposed method is straightforward. It requires only a solved power flow and any simple algorithm for power flow tracing. Both active and reactive powers are considered in the loss allocation procedure. Results of application show the accuracy of the proposed method compared with the commonly used procedures.