基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种基于发电机诺顿等值和广义逆 的网损微增率计算方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统是由发电机、变压器、输电线路、负荷、无功补偿电容器、换流器等元件构 成，是实现能量生产、输送、调控的统一整体。电力系统中变压器、输电线路等变换、输送、分 配电能的设备，都可用集中参数的等值电路来描述、构成电力网络数学模型；负荷和发电机 都是非线性型元件，可以用对应节点上一个注入电流量表示。实际工程应用中，考虑到电力 网以传输电能为目的，所以传统的潮流计算中采用的都是以功率为基础的电量参数，因此 传统潮流分布计算中的发电机和负荷都用功率来描述。
[0003] 网损是电力系统经济运行中一项重要的综合指标，它是指在电能的输变、配送过 程中，电网中各种电力设备必然产生的有功功率损耗。目前针对网损的研宄，主要是在网损 微增率计算方面。网损微增率是指假设当电力系统其它发电机功率不变的情况下，某个发 电机功率改变时导致电网损耗的相对变化量。当前通用的算法存在着假设条件多、依赖平 衡节点、电力系统平衡节点处计算结果恒为零且计算误差较大的缺陷。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能反映电力系统各个发电节点 的损耗微增率，且有效减少计算误差的一种基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计 算方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：
[0006] 基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，包括以下步骤：
[0007] A、获取电力系统网络结构参数和初始运行数据；
[0008] B、根据电力系统网络结构参数和初始运行数据，将负荷功率等值成接地阻抗并计 算；
[0009] C、形成新型节点导纳矩阵，并进而计算得到新型节点阻抗矩阵；
[0010] D、通过牛顿-拉夫逊法对电力系统进行潮流计算，直到迭代收敛，得出潮流计算 结果；
[0011] E、计算支路功率对控制变量的偏导数矩阵和新型转置雅可比矩阵；
[0012] F、根据M-P广义逆矩阵和奇异值分解法，计算新型转置雅可比矩阵的逆矩阵；
[0013] G、根据新型转置雅可比矩阵的逆矩阵，分别计算每条支路线路损耗对节点发电机 注入有功功率的微增率和无功功率的微增率；
[0014] H、将每条支路线路损耗对节点发电机注入有功功率的微增率和无功功率的微增 率分别对应进行累加，得出系统网络损耗对节点发电机注入有功功率的微增率和无功功率 的微增率。
[0015] 作为所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法的进一步改进， 所述步骤D包括：
[0016]D1、根据初始运行数据，对各个节点电压值的初值进行赋值，并设置循环迭代参数k为0 ;
[0017]D2、根据各个节点电压值，通过牛顿-拉夫逊法对电力系统进行潮流计算，得出节 点电压的修正量；
[0018]D3、判断得出的节点电压的修正量的最大绝对值误差是否小于等于预设误差阈 值，若是，则表示迭代收敛，执行步骤D6 ;反之，则表示迭代不收敛，执行步骤D4 ;
[0019]D4、根据得出的节点电压的修正量，计算各节点电压值的新值；
[0020] D5、将循环迭代参数k自加1，并返回执行步骤D2 ;
[0021]D6、计算各个节点的功率和每条线路的功率，得出潮流计算结果。
[0022] 作为所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法的进一步改进， 所述接地阻抗的计算公式为：
【主权项】
1. 基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，其特征在于，包括w下步 骤： A、 获取电力系统网络结构参数和初始运行数据； B、 根据电力系统网络结构参数和初始运行数据，将负荷功率等值成接地阻抗并计算； C、 形成新型节点导纳矩阵，并进而计算得到新型节点阻抗矩阵； D、 通过牛顿-拉夫逊法对电力系统进行潮流计算，直到迭代收敛，得出潮流计算结果； E、 计算支路功率对控制变量的偏导数矩阵和新型转置雅可比矩阵； F、 根据M-P广义逆矩阵和奇异值分解法，计算新型转置雅可比矩阵的逆矩阵； G、 根据新型转置雅可比矩阵的逆矩阵，分别计算每条支路线路损耗对节点发电机注入 有功功率的微增率和无功功率的微增率； H、 将每条支路线路损耗对节点发电机注入有功功率的微增率和无功功率的微增率分 别对应进行累加，得出系统网络损耗对节点发电机注入有功功率的微增率和无功功率的微 增率。
2. 根据权利要求1所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，其特 征在于：所述步骤D包括： D1、根据初始运行数据，对各个节点电压值的初值进行赋值，并设置循环迭代参数k为 0 ； D2、根据各个节点电压值，通过牛顿-拉夫逊法对电力系统进行潮流计算，得出节点电 压的修正量； D3、判断得出的节点电压的修正量的最大绝对值误差是否小于等于预设误差阔值，若 是，则表示迭代收敛，执行步骤D6 ;反之，则表示迭代不收敛，执行步骤D4 ; D4、根据得出的节点电压的修正量，计算各节点电压值的新值； D5、将循环迭代参数k自加1，并返回执行步骤D2 ; D6、计算各个节点的功率和每条线路的功率，得出潮流计算结果。
3. 根据权利要求1所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，其特 征在于，所述接地阻抗的计算公式为：
其中，Zu表示节点i处负荷等效的接地阻抗，V i表示节点i处的节点电压，P。表示节 点i的负荷消耗的有功功率，Qu表示节点i的负荷消耗的无功功率。
4. 根据权利要求1所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，其特 征在于，所述形成新型节点导纳矩阵中，仅改变自导纳的值，则新型节点导纳矩阵中的自导 纳为：
其中，Gii和B。分别表示为传统节点导纳矩阵中自导纳的实部和虚部，V i表示节点i处 的节点电压，Pu表示节点i的负荷消耗的有功功率，Qu表示节点i的负荷消耗的无功功率。
5. 根据权利要求1所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，其特 征在于，所述支路功率对控制变量的偏导数矩阵，其具体计算公式为： 设支路1消耗的有功功率、无功功率分别对节点q处电源注入电流实部和虚部进行求 偏导，
其中，/f表示支路1消耗的有功功率，鸣表示支路1消耗的无功功率，a。和b。分别 表示节点q处电源注入电流的实部和虚部，/f和聲分别表示支路1负荷等效的接地阻抗 的实部和虚部，ef和yf分别表示支路1电压差的实部和虚部，而。和Xi。分别表示新型节点 阻抗矩阵中i行q列元素的实部和虚部。
6. 根据权利要求1所述的基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法，其特 征在于，系统网络损耗对节点发电机注入有功功率的微增率和无功功率的微增率的计算公 式为：
么户. dAP 其中，^表示系统网络损耗对节点发电机注入有功功率的微增率，^表示系统 解'巡ffl 网络损耗对节点发电机注入无功功率的微增率，巧表示支路1线路损耗功率，Pu表示节点 i的电源注入有功功率，Qu表示节点i的电源注入无功功率。
【专利摘要】本发明公开了一种基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法从负荷功率等值为阻抗出发，构建新型电力系统等值网络，结合潮流计算新型转置雅可比矩阵，从而推导出可以反映网损对电力网络各个节点功率变量的微增率，有效减少计算误差。本发明无需引入平衡发电机假定来平衡节点功率和电网损耗的变化，比相对参考节点的网损微增率计算方法更严密，而且不可能出现对某个发电机或负荷的网损微增率恒为零现象，并且各节点的网损微增率结果不会出现多值现象，计算结果具有唯一性。本发明作为一种基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法可广泛应用于电力系统分析中。
【IPC分类】G06F19-00, H02J3-00
【公开号】CN104600700
【申请号】CN201510046571
【发明人】肖述强
【申请人】深圳市科陆电子科技股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月29日