交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法
【专利摘要】本发明属于电力工程领域，提供了交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，其根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网的独立向量，根据节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注入功率向量与独立向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度，根据该灵敏度和已知的交直流混联电力网的损耗功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功率向量对节点注入功率向量的灵敏度，实现对损耗功率灵敏度的对称获取，损耗功率灵敏度能反映直流馈入系统对有功功率的策动作用和对无功功率的被策动性，且所反映的参考节点所连发电机在交直流混联电力网中的工作符合电路定律。
【专利说明】交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力工程领域，尤其涉及交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称 获取方法。
【背景技术】
[0002] 目前，交直流混联电力网需要在预先获取其损耗功率对节点注入功率的灵敏度的 前提下，才能实现最优的无功功率规划、节点电压调整及潮流控制。
[0003] 现有的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的获取方法均是基于求解交直流混 联电力网的节点功率平衡方程组的修正方程组实现的，由于该修正方程组并不包含交直流 混联电力网的参考节点（该参考节点是人为指定的节点电压相位被设置为零的一个节点） 的功率平衡方程，所以使交直流混联电力网的损耗功率对参考节点的节点注入功率的灵敏 度都恒为零，该灵敏度的计算方式与交直流混联电力网的损耗功率对非参考节点的节点注 入功率的灵敏度的计算方式截然不同。因此，现有的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度 的获取方法对交直流混联电力网中的不同节点需要通过不同计算方式进行灵敏度获取，使 其获取方法不对称，这种不对称会导致该方法所反映的参考节点所连发电机在电力网中的 工作不符合电路定律。
[0004] 在上述获取方法中，由于交直流混联电力网的所有直流馈入系统均采用功率等 值，会导致直流馈入系统既不能反映其对有功功率的策动作用，又无法体现其对无功功率 的被策动性。因此，现有的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的获取方法存在不能反映 直流馈入系统对有功功率的策动作用和对无功功率的被策动性，且所反映的参考节点所连 发电机在交直流混联电力网中的工作不符合电路定律的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，旨 在解决现有的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的获取方法所存在的不能反映直流馈 入系统对有功功率的策动作用和对无功功率的被策动性，且所反映的参考节点所连发电机 在交直流混联电力网中的工作不符合电路定律的问题。
[0006] 本发明是这样实现的，交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，其 包括以下步骤：
[0007] 根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网的独立向量；
[0008] 根据独立向量、节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注入功率向量 与独立向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏 度；
[0009] 根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联电力网的 损耗功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功率向量对 节点注入功率向量的灵敏度。
[0010] 在本发明中，通过根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网 的独立向量，再根据独立向量、节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注入功率 向量与独立向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率向量的 灵敏度，最后根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联电力网 的损耗功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功率向量 对节点注入功率向量的灵敏度，实现了对交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获 取，该损耗功率灵敏度能反映直流馈入系统对有功功率的策动作用和对无功功率的被策动 性，且所反映的参考节点所连发电机在交直流混联电力网中的工作符合电路定律。
[0011] 上述交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法不仅广泛适用于交直 流混联电力网，而且还广泛适用于交流电力网；对于所有节点的节点注入功率，上述对称获 取方法获取损耗功率灵敏度的方式都是相同的，因此是对称的获取方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明实施例提供的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方 法的实现流程图；
[0013] 图2是本发明实施例提供的交直流混联电力网通用模型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0015] 本发明实施例提供了一种交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法， 其包括以下步骤：
[0016] 根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网的独立向量；
[0017] 根据独立向量、节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注入功率向量 与独立向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏 度；
[0018] 根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联电力网的 损耗功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功率向量对 节点注入功率向量的灵敏度。
[0019] 在本发明实施例中，通过根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联 电力网的独立向量，再根据独立向量、节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注 入功率向量与独立向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率 向量的灵敏度，最后根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联 电力网的损耗功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功 率向量对节点注入功率向量的灵敏度，实现了对交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对 称获取，该损耗功率灵敏度能反映直流馈入系统对有功功率的策动作用和对无功功率的被 策动性，且所反映的参考节点所连发电机在交直流混联电力网中的工作符合电路定律。
[0020] 图1示出了本发明实施例提供的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获 取方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
[0021] 在步骤Sl中，根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网的 独立向量。
[0022] 步骤Sl具体为：
[0023] 根据已知的交直流混联电力网的潮流解，按照如下算式组计算发电机的复数电 势、直流馈入系统的实数有功电势和实数电纳以及负荷的复数等值导纳：
【权利要求】
1. 一种交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，其特征在于，所述交直 流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法包括以下步骤： 根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网的独立向量； 根据独立向量、节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注入功率向量与独立 向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度； 根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联电力网的损耗 功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功率向量对节点 注入功率向量的灵敏度。
2. 如权利要求1所述的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，其特征 在于，所述根据已知的交直流混联电力网的潮流解获取交直流混联电力网的独立向量的步 骤具体为： 根据已知的交直流混联电力网的潮流解，按照如下算式组计算发电机的复数电势、直 流馈入系统的实数有功电势和实数电纳以及负荷的复数等值导纳：
其中，Π是与发电机连接的交直流混联电力网的节点的编号，Π是自然数且Π= 1， 2···，m，m是已知的交直流混联电力网的发电机的总数，m是自然数；1^是与节点il连接 的发电机的复数电势，巧^是已知的交直流混联电力网的潮流解所给出的节点il的复数电 压是已知的与节点il连接的发电机的复数内阻抗，&是已知的交直流混联电力网的 潮流解所给出的与节点Π连接的发电机的复数电流；i2是与直流馈入系统连接的交直流 混联电力网的节点的编号，i2是自然数且i2 =m+1,m+2···,h,h是已知的交直流混联电力 网的发电机的总数与直流馈入系统的总数之和；Ei2是与节点i2连接的直流馈入系统的实 数有功电势，Bi2是与节点i2连接的直流馈入系统的实数电纳，Pi2和Qi2分别是已知的交直 流混联电力网的潮流解所给出的与节点i2连接的直流馈入系统所注入的实数有功功率和 实数无功功率，/；2是已知的交直流混联电力网的潮流解所给出的与节点i2连接的直流馈 入系统的复数电流；i3是与负荷连接的交直流混联电力网的节点的编号，i3是自然数且i3 =1ι+1,1ι+2···,η,η是已知的交直流混联电力网的节点的总数；是与节点i3连接的负荷 的复数等值导纳，Pi3和Qi3分别是已知的与节点i3连接的负荷所注入的实数有功功率和实 数无功功率，j是代数学中的虚数单位，^3:是已知的交直流混联电力网的潮流解所给出的 节点i3的复数电压； 再根据发电机的复数电势、直流馈入系统的实数有功电势和实数电纳以及负荷的复数 等值导纳，按照如下算式获取独立向量： X = [^1 …L …4 i?m+1 + y'Rm+1 …Ε?2 +风2 …A + #/! Fm1 …Fi3 …Fn]r 其中，X.是独立向量。
3. 如权利要求2所述的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，其特征 在于，所述根据独立向量、节点电压向量与独立向量的关系方程式以及节点注入功率向量 与独立向量及节点电压向量的关系方程式获取节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏 度的步骤具体为： 根据独立向量和节点电压向量与独立向量的关系方程式P=PC又：)，按照如下算式计 算节点电压向量对独立向量的偏导数：
其中，又:是独立向量，是节点电压向量，VpO是节点电压向量关于独立向量的函数 向量； 再根据独立向量和节点注入功率向量与独立向量及节点电压向量的关系方程式 $ = ^叉.Γ)，按照如下笪式计笪节点汴入功率向量对妯立向量的偏导数：
其中，！是独立向量，豆是节点注入功率向量，是节点注入功率向量关于独立 向量和节点电压向量的函数向量； 最后根据节点电压向量对独立向量的偏导数和节点注入功率向量对独立向量的偏导 数，按照如下算式计算节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度：
其中，I,是节点电压向量P对节点注入功率向量的灵敏度。
4. 如权利要求3所述的交直流混联电力网的损耗功率灵敏度的对称获取方法，其特征 在于，所述根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联电力网的 损耗功率向量关于节点电压向量的函数关系式获取交直流混联电力网的损耗功率向量对 节点注入功率向量的灵敏度的步骤具体为： 根据节点电压向量对节点注入功率向量的灵敏度和已知的交直流混联电力网的损耗 功率向量关于节点电压向量的函数关系式Σ 按照如下算式计算交直流混联电力 网的损耗功率向量对节点注入功率向量的灵敏度：
其中，I是交直流混联电力网的损耗功率向量，是交直流混联电力网的损耗功率 向量￡关于节点电压向量P1的函数，_是交直流混联电力网的损耗功率向量.2；对节点注入 功率向量玄I的灵敏度。
【文档编号】H02J3/04GK104319772SQ201410563660
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】江辉, 彭建春 申请人:深圳大学