关键字 |
| 电路理论，解除管制系统，损耗分配，正交电流投影，叠加定理。 |
介绍 |
| 在一个平衡、稳定和安全的电力系统中，每一秒的发电量应该等于损失加负荷。此外，无功功率被认为是系统运行人员的重要支持力量。因此，无功功率的损失将导致系统可靠性的损失。有功损分摊作为电力市场的主要基本商品，一直受到广泛关注。由于发电机和负荷连接在同一个网络中，一个参与者的变化会对其他参与者产生显著影响，从而难以确定每个参与者负责的成本。因此，制定一套公平、透明的无功损耗分配方法，避免交叉补贴，并对参与者进行应有的收费是非常必要的。在垂直一体化电力行业中，无功支持被认为是系统运营商活动的一部分，其应回收的成本通常采用近似方法计算。 |
| 对于无功功率的合理定价，已经进行了许多研究[1-15]。其中一些方法利用各种搜索技术，如遗传和蚁群算法来定价[4]，另一些方法则专注于制定无功定价[4-6]。Muchayi[6]对一些反应性定价算法进行了调查。Dona和Paredes[7]提出了一种基于运行成本最小化和使用解耦OPF传输损耗最小化的定价技术。Chu和Chen[8]报道了利用改进y总线矩阵法进行无功功率成本分摊的方法。Ro[9]提出了由回收资金成本和运营成本组成的无功收费方案。研究了[10]同步电机中实功率和无功功率作为捆绑产品的定价问题。Rider和Paucar[11]提出了一种非线性无功功率定价方法。提出了无功发电总成本的非线性模型，并采用改进的预测校正内点法进行求解。谢[12]演示了采用内点非线性优化方法的主动和被动定价。 Chung et al. [13] have presented a method for cost-based reactive power pricing in which the cost of reactive power production by generators and capacitors are minimized. Also a methodology for calculation of cost of reactive power by generators, synchronous condenser and static reactive power sources has been reported by Deksnys and Staniulis [14]. Proportional sharing technique[15] provide a computationally efficient method for loss allocation. Here ,it is assumed that nodal inflows are shared proportionally among nodal outflows . |
| 最近的一篇论文[16]提出了一种基于正交投影概念的支路潮流分解和支路损耗分配的电路方法。论文[16]表明，在通过任何支路的潮流中，任何总线上的注入功率的份额等于其电流投影分量与总支路电流的比值。根据这一类比，论文[16]将损失分配给发电机和负载，并按其电流投影分量的比例分配。但只要母线电压保持不变，这一事实就成立。其中，输电网络的母线电压由于任何负载或世代的变化而不断变化。 |
| 本文还使用正交电流投影分量[16]的概念，其中分配到每个支路的损耗完全取决于电流贡献的正交投影。根据文献，其中一种等效模式(CC)将所有发电机和负载转换为电流注入。但当母线导纳矩阵由于没有分流元件而为奇异时，这种等效模式失效。因此，提出了另一种等效模式。在纸上[16]负载(发电机)转换为等效导纳时，发电机(负载)转换为电流注入。本文采用后一种方法对各支路进行损失分配，该方法与松弛母线的选择无关。 |
当前投影组件 |
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| 由于单个电流注入，通过任何支路的总电流如下图1所示 |
| 在图1中，它显示了通过任何分支的净电流(例如对于第r个分支Ir)，通过在不同总线上注入的分支电流的矢量相加。这是利用叠加定理得到的。 |
| 正交电流投影分量[16]是本文的关键技术。由于在不同总线上注入的所有电流，通过任何分支的净电流应该是Ir。设第k和(k+1)路母线的电流注入对支路r的电流贡献为ikr和我k + 1r分别如图2所示 |
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该方法 |
| 该方法为无功损耗的分配提供了一种简单有效的思路。为了简单起见，我们将该方法分为以下部分，即.... |
| A.功率等效和电路理论 |
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| B.无功损耗分配 |
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| 在V射频和Vrt第r支路的出母线和到母线电压是否有线路电抗Xr，线路充电成功率Bc |
| 在图3中，给出了具有线路电阻Rr和线路电抗Xr的传输线的等效Π模型。图中还表明，第r支路的出母线电压为Vrf，到母线电压为Vrt。其中Bc表示线路充电成功。 |
| 净无功损耗(Qnetlossr)的计算公式为 |
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数值问题与结果分析 |
| 图4以四母线环主系统为例，验证了所提方法的有效性。这里还显示了每条线路和总线的线路数据和总线数据。这里假设线路充电成功率(b/2)和基准MVA分别为0和100 |
| 图5为四母线环主系统的潮流图。这里显示了从潮流研究中获得的每条线的潮流(流入和流出)。这里还显示了功率注入(在发电机母线1和2)和功耗(负载母线3和4)。 |
| 为了说明，这里我们考虑了四总线钻机主系统的示例，其线路数据和总线数据如图4所示。我们考虑了0.001 pu的收敛容差和基准MVA 100的负载流研究。MATLAB仿真得到的线路潮流和发电机(负载)母线功率注入(绘制)如图5所示。 |
| A.BASECASE:表1给出了每条输电线路各参与者(发电机或负荷)的无功损耗分配。如表1所示，由于功率需求或发电量较高，L3和G2的无功损耗分配高于L4和g1。分支1-3和分支2-3的反应性损失分别为MVAR和MVAR，由于需求较高，直接由G1和G2提供，与其他分支相比更具有可较性。线路3-4无功损耗最小，为0.031 MVAR，符合实际情况，3、4母线均为负载母线。与其他线路相比，任何线路(线路1-4)的高线路充电成功率也可以通过向同一线路注入VAR来减少无功功率损失。 |
| B.CASE-1:(L4增加10 MW):当L4的需求增加10 MW时，从仿真结果可以看出，总MVAR损失从7.923增加到11.505。G1的发电量从52.89MW增加到63.58MW，满足了L4需求的增加。因此，的反应性损失分配增加了1.25 MVAR，这比L3的损失分配增加了0.541 MVAR显著(表2)。由于G1主要满足了增加的需求，因此G1的反应性损失分配增加了1.636，比G2的MVAR增加了0.151。线路1-4的潮流增加，无功损耗分配增加1.9 MVAR，而其他线路的无功损耗增加不像线路1-4那样突出。 |
| C.CASE-2:(在总线4上注入10 MVAR):现在在总线4上，注入10 MVAR，保持其他参数与case-1中一样固定。由于局部注入无功功率，L4主要满足母线4的无功功率需求。不需要像案例1那样在发电机bus1和2处增加更多的无功发电量。结果G1和G2的反应性损失分配分别降低了0.2752MVAR和0.1874MVAR(表2和3)，反映G1的反应性损失分担显著降低。case-2相对于case -1的损失分配(MVAR)分别为0.306、0.16、0.2752、0.1874，分别为L4、L3、G1和G2。由于-4总线局部MVAR的产生，降低了流经线路1-4的无功功率流，使得线路1-4的无功损耗降低了0.349 MVAR，降低幅度比其他线路更明显。此外，由于注入VAR, L4的功率因数(pf)得到改善，这一事实反映在L4的损失分配减少，尽管L3, g1和G2也从注入VAR中受益。 |
| 值得注意的是，所提出的方法可以产生负损失分配(G2的1-3行，L3的3-4行)，并考虑通过某些分支减少流量的逆流。该方法考虑了网络中各参与方的相对位置，为远程参与方分配了更多的损失。此外，该方法还考虑了负载的性质，滞后功率因数负载比单位功率因数负载对系统的负担更大。因此在case -2中，由于在bus-4注入VAR, L4的反应损失分配显著降低。 |
结论 |
| 目前还没有一种适用于不同地区市场结构的有效的输电损耗分摊方法。正在进行的输电定价研究表明，一种通用的定价方法的重要性和稀缺性。有的系统在计算有功成本时将无功成本计算在内，有的系统在计算无功成本时考虑功率因数。该方法将各支路的无功损耗按其当前投影分量的比例分配给发电机或负荷，可用于市场定价。本文应用正交投影概念提出了一种新的输电损耗分配方法，该方法具有以下特点 |
| 1)当负载(发电机)转换为等效导纳时，发电机(负载)转换为电流注入，符合实际情况，应采用。 |
| 2)本文提出了参与者(发电机或负荷)按其当前预测分量的比例进行损失分配，提出了公平的损失分配方式。 |
| 3)类似于增量损失分配法和Z总线损失分配法，该方法可以产生负的损失分配来表示对参与者的奖励。 |
| 4)易于理解和数值实现。 |
| 5)该方法不依赖于电压基准总线，根据参与者对网络的使用情况对其进行损失分配。 |
| 6)它根据参与者的相对位置和规模对其产生激励或抑制作用。 |
表格一览 |
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数字一览 |
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参考文献 |
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