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

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法
本专利技术涉及电力系统分析
，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。
技术介绍
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。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。目前针对网损的研究，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。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术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。本专利技术所采用的技术方案是：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：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。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：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；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。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：其中，ZLi表示节点i处负荷等效的接地阻抗，Vi表示节点i处的节点电压，PLi表示节点i的负荷消耗的有功功率，QLi表示节点i的负荷消耗的无功功率。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Bii分别表示为传统节点导纳矩阵中自导纳的实部和虚部，Vi表示节点i处的节点电压，PLi表示节点i的负荷消耗的有功功率，QLi表示节点i的负荷消耗的无功功率。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l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，表示支路l消耗的有功功率，表示支路l消耗的无功功率，aq和bq分别表示节点q处电源注入电流的实部和虚部，和分别表示支路l负荷等效的接地阻抗的实部和虚部，和分别表示支路l电压差的实部和虚部，Riq和Xiq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。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，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：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，表示系统网络损耗对节点发电机注入无功功率的微增率，表示支路l线路损耗功率，PGi表示节点i的电源注入有功功率，QGi表示节点i的电源注入无功功率。本专利技术的有益效果是：本专利技术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。本专利技术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。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本专利技术基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法的步骤流程图；图2是本专利技术基于发电机诺顿等值和广义逆的网损微增率计算方法步骤D的步骤流程图；图3是传统电力系统等值网络模型示意图；图4是节点i处电源及负荷的等值模型示意图；图5是双绕组变压器等值模型示意图；图6是本专利技术新型电力等值网络模型示意图。具体实施方式参考图1，本专利技术基于发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，包括以下步骤：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。

【技术特征摘要】
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，包括以下步骤：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；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；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。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，所述接地阻抗的计算公式为：其中，ZLi表示节点i处负荷等效的接地阻抗，Vi表示节点i处的节点电压，PLi表示节点i的负荷消耗的有功功率，QLi表示节点i的负荷消耗的无功功率。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Bii分别表示为传统节点导纳矩阵中自导纳的实部和虚部，Vi表示节点i处的节点电压，PLi表示节点i的负荷消耗的有功功率，QLi表示节点i的负荷消耗的无功功率。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖述强，
申请(专利权)人：深圳市科陆电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44