輸配電損耗分配理論與方法研究.pdf

1、輸電系統(tǒng)在輸送電能時(shí)所引起的電能損耗一般占總發(fā)電量的5％～10％，配電網(wǎng)中的電能損耗更大。電力市場(chǎng)環(huán)境下，這種電能損耗屬于輸電和配電成本，應(yīng)該將它們分配給電網(wǎng)中的所有用戶。因此，如何公正合理地分配輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)損耗已經(jīng)成為影響電力市場(chǎng)健康發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文基于電路定律、微積分理論和合作博弈理論，在深入探討單條支路損耗分配方法的基礎(chǔ)上，提出了兩種新的輸電網(wǎng)損耗分配方法和一種新的配電網(wǎng)損耗分配方法。 基于電路的基本理論，給出了

2、支路損耗的基本性質(zhì)。深入剖析了國(guó)內(nèi)外四種典型的支路損耗分配方法的特點(diǎn)。在給出電源對(duì)節(jié)點(diǎn)的有功電流和無功電流定義的基礎(chǔ)上，基于全微分和定積分的概念，推導(dǎo)了各電源有功功率、無功功率分別在一條支路中引起的復(fù)損耗功率的計(jì)算公式。這種新的支路損耗分配方法直接考慮了電源有功和無功的耦合作用對(duì)支路復(fù)功率損耗的影響。 基于節(jié)點(diǎn)功率比例共享假定，給出了線路和變壓器(通常有多條等值支路)元件上的復(fù)功率損耗分配計(jì)算的一般原則。結(jié)合本文提出的基于全微分

3、和定積分概念的支路損耗分配公式，推導(dǎo)了具有多條等值支路的電力元件的復(fù)功率損耗分配算法。再將傳統(tǒng)只適用一種無損流的追蹤法擴(kuò)展到適用兩種有損異類流(P、Q流)的情況，提出了一種適用任意結(jié)構(gòu)輸電網(wǎng)的復(fù)功率損耗分配方法，簡(jiǎn)稱有損復(fù)功率追蹤法(LCPTM)。這種方法考慮了有功和無功之間的交叉作用對(duì)損耗分配的影響，它克服了已有追蹤法需要將線路對(duì)地電容做電源或移植處理、需要虛構(gòu)理想的無損網(wǎng)絡(luò)、需要將有功和無功潮流解耦追蹤的缺陷。 基于潮流解，

4、將電源和負(fù)荷的功率等值成節(jié)點(diǎn)注入電流，設(shè)計(jì)了一種輸電網(wǎng)損耗分配的兩步對(duì)策。通過將聯(lián)盟博弈的定義從實(shí)數(shù)擴(kuò)展到復(fù)數(shù)，運(yùn)用合作博弈解Shapley值研究支路損耗分配，推得的支路損耗分配公式與基于全微分和定積分的概念得到的完全一致；繼而，又基于電源/負(fù)荷的等值節(jié)點(diǎn)電流、Shapley和疊加原理，嚴(yán)格推導(dǎo)了一種將輸電網(wǎng)損耗同時(shí)分配給電網(wǎng)中所有電源和負(fù)荷的解析方法，簡(jiǎn)稱基于Shapley值的方法(SVM)。和已有方法相比，這種方法是直接解析的，不需

5、指定電網(wǎng)中電源和負(fù)荷的損耗分配比例；它滿足電路定律，無需任何假定與近似，計(jì)及了電源和負(fù)荷之間、P-Q之間的交叉影響；它適應(yīng)輸電網(wǎng)任意復(fù)雜的潮流狀況，平衡機(jī)、純?nèi)菪?感性無功電源和普通電源一樣平等地分擔(dān)電網(wǎng)損耗；同時(shí)，它向電源和負(fù)荷提供經(jīng)濟(jì)激勵(lì)信息。 針對(duì)含有轉(zhuǎn)供和小電源的任意結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)，分析并給出了損耗分配的對(duì)象和基本要求。提出了一種基于節(jié)點(diǎn)電納攝動(dòng)改造配電網(wǎng)全節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣可逆性的方法。這種改造方法從損耗分配的合理性與潮流誤差出

6、發(fā)確定電納攝動(dòng)點(diǎn)和攝動(dòng)值，使任意配電網(wǎng)的全節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣能夠可靠計(jì)算。再將基于Shapley值和疊加原理的輸電網(wǎng)損耗分配方法拓展到配電網(wǎng)，基于全節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣，提出了一種通用配電網(wǎng)損耗分配方法。這種方法既適用任意結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)和Pool與Bilateral交易，又滿足電路定律、具有可加性和聚合不變性的經(jīng)濟(jì)學(xué)特征。 通過多個(gè)系統(tǒng)的仿真計(jì)算和比較，指出基于Shapley值和疊加原理的輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)損耗分配方法不僅完全基于電路定理、具有嚴(yán)