基于分布因子的主动配电网成本分摊方法技术

本发明专利技术提供一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，包括以下步骤：确定电网计算成本分摊时需要考虑的典型运行方式，例如夏季最大负荷场景；建立网损等值负荷模型；结合网损等值负荷模型，计算分布因子矩阵；计算发电‑负荷功率分配矩阵；计算负荷节点所承担的配电网分摊成本。本发明专利技术通过计算节点与拓扑的分布因子，可动态适应主动配网多变的运行方式，并通过网损修正和对线路的使用程度分析完善了分布因子法的直流潮流模型内核。该方法不仅对主动配电网具有良好的适应性，还能够客观衡量不同负荷节点在不同运行方式下对于线路的使用程度，有利于引导市场用户调整自身用电行为。

Cost allocation method of active distribution network based on distribution factor

The invention provides an active distribution network cost allocation method based on the distribution factor, which comprises the following steps: determining the typical operation mode to be considered when calculating the cost allocation of the power grid, such as the maximum load scenario in summer; establishing the network loss equivalent load model; calculating the distribution factor matrix in combination with the network loss equivalent load model; calculating the generation \u2011 load power distribution matrix; calculating the load Allocation cost of distribution network borne by nodes. By calculating the distribution factors of nodes and topology, the invention can dynamically adapt to the changeable operation mode of active distribution network, and improves the DC power flow model core of the distribution factor method through the network loss correction and the use degree analysis of lines. This method not only has good adaptability to the active distribution network, but also can objectively measure the use degree of different load nodes for the line under different operation modes, which is conducive to guide the market users to adjust their own electricity consumption behavior.

【技术实现步骤摘要】
基于分布因子的主动配电网成本分摊方法
本专利技术涉及电力
，具体涉及一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法。
技术介绍
电力系统由发电、输电、配电和用电等环节组成。电力市场环境下，单独核定输配电价是有序推进电价改革、理顺电价形成机制的重要环节。通过建立科学合理的输配电成本方法，能够在确保电网企业稳定收益的基础上，使电网企业在市场交易中处于中立地位，营造公平有序的市场环境，并实现输配电成本在发电侧与用户侧的公平合理的分配，从而通过市场手段提升资产利用率，促进电力资源的优化配置。为了减少环境污染、避免过度使用化石能源，清洁的分布式可再生能源发电技术逐渐成为人们关注的焦点，为人们实现清洁用能提供了更多可能。随着可再生能源渗透率不断提高，传统配电网将逐步被适于消纳可再生能源、网架结构坚强、自动化水平高的主动配电网代替。主动配电网的配电成本分摊与定价方法，主要面临以下三个问题：一是由于分布式电源的波动性，需要经常调整、控制配网内的能量流向与路径，要求网络拓扑结构灵活多变，重构频繁，其不再是简单的辐射性结构；二是储能、可控负荷等用户可以主动参与电网的能量平衡与频率、电压的控制调节，使得主动配电网中的潮流多变或出现双向潮流；三是由于分布式能源和用户处在网络中的不同节点位置，对各支路容量的利用程度不同。传统的基于分布因子的配电网成本分摊方法，其内核为直流潮流模型，忽略网损、电压偏差及无功影响，采用灵敏度的方式对线路使用程度进行分析。由于配网的电阻电抗比(R/X)较大，直接采用直流潮流方法进行计算会产生较大的网损误差；另一方面，传统的分布因子法主要采用基于灵敏度计算线路使用程度的方法，其本质是计算在某一特定状态下负荷节点增加单位负荷所引起的线路潮流微增量，从而反映该节点对线路资产的使用程度，这种计算方式要求系统具有较强的线性特性，在输电网络中具有一定的适用性，而配网的非线性特性较强，通过一个运行点的灵敏度分析难以真实反映节点全负荷水平对于线路资产的利用程度。因此，迫切需要一种能够反映主动配电网的网络结构变化、适应多变潮流的配电成本分摊与定价计算方法，并要求该方法能够在一定程度上起到促进提高网络资产利用率、引导用户合理高效用电的作用，进一步推进我国电力市场的建设、营造公平有序的市场环境。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，解决了传统电网成本分摊方法基于传统配网简单的辐射性网架架构，没有考虑主动配电网的网络结构变化、潮流多变、负荷节点对线路的使用程度，传统电网成本分摊方法不适用于现有的主动配电网的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征在于：包括以下步骤：建立网损等值负荷模型；根据网损等值负荷模型，计算发电和负荷分布因子矩阵；根据所述发电和负荷分布因子矩阵，计算发电-负荷功率分配矩阵；根据所述发电-负荷功率分配矩阵计算配电网分摊成本。前述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述建立网损等值负荷模型，具体为：i'节点的网损等值负荷Pequ,i'为：其中，j'∈i',j'≠i'表示节点j'为与节点i'相连的支路上的节点，Ploss,i'j'为支路i'j'间的有功损耗；i'节点的等值对地电阻requ,i'为：前述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述根据网损等值负荷模型，计算发电和负荷分布因子矩阵，包括步骤：1)计算转移阻抗矩阵；结合网损等值负荷模型，得到考虑网损的电力系统节点阻抗矩阵，通过节点阻抗矩阵得到电力系统中发电机和负荷之间的转移阻抗矩阵Z为：Z＝(zi,j)n×m其中，n为负荷节点数，m为发电机节点数，zi,j为节点i,j间的转移阻抗，i为负荷节点序号，i＝1～n，j为发电机节点序号，j＝1～m；2)计算负荷和发电机转移分布因子矩阵；负荷转移分布因子矩阵L＝(li,j)n×m：发电机转移分布因子矩阵G＝(gj,i)m×n：其中，li,j表示在负荷节点i增加单位功率后，分配到发电机节点j的功率，zi,p为负荷节点i和发电机节点p间的转移阻抗，p＝1～m，p≠j；gj,i表示在发电节点j增加单位功率后，分配到负荷节点i的功率，zq,j为负荷节点q和发电机节点j间的转移阻抗，q＝1～n，q≠i。前述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述根据发电和分布因子矩阵，计算发电-负荷功率分配矩阵，计算步骤包括：1)通过迭代的方法计算发电-负荷功率分配矩阵：记典型运行方式发电机节点对负荷节点的功率分配矩阵为PGL，该矩阵中各元素的值通过迭代的方法计算，记第k次迭代后的发电机节点对负荷节点的功率分配矩阵为迭代计算前初始值为，其中，为第k次迭代中发电机节点j发出的功率中节点i处负荷所占的功率大小，为负荷节点i处的迭代计算前初值负荷大小，lj,i为负荷转移分布因子矩阵的转置矩阵中的元素，为迭代计算前发电机节点j发出的功率中节点i处负荷所占的功率大小；2)通过发电机节点的出力与其实际出力的差额对第k次迭代进行功率分配；对于任一发电机节点j，根据第k-1次迭代结果计算其总出力为其与实际出力的差额为其中，发电机节点j迭代计算前初始出力，将经发电机转移分布因子矩阵分配到各个负荷节点i，得到负荷节点与实际负荷值的差额将差额返馈给发电机节点，得到第k次发电机节点的出力与其实际出力的差额并更新发电-负荷功率分配矩阵：3)如果第k次发电机节点的出力与其实际出力的差额小于事先设定的数值，则迭代结束，否则重复上述步骤1)-2)，得到最终的发电-负荷功率分配矩阵。前述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述根据所述发电-负荷功率分配矩阵计算配电网分摊成本，具体为：对于某一负荷节点，在任一纳入考虑的运行方式下，分别计算其对于不同线路的使用程度，得到该负荷对应在每条线路中应承担的成本，求和即为负荷节点的潮流相关总成本。前述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：根据所述发电-负荷功率分配矩阵计算配电网分摊成本，具体过程为：1)通过所述发电-负荷功率分配矩阵计算负荷节点增加单位负荷时，发电机新的出力负荷值；2)计算负荷节点增加单位负荷时引起的线路潮流变化；对于配网中的任一线路LN，计算每个负荷节点增加单位负荷时线路LN上增加的潮流dFi-l,LN；3)计算负荷节点i对线路的使用程度，保持其他负荷节点的负荷值不变，计算负荷节点i处负荷从零增至最终负荷值时，在各负荷水平下对线路的单位使用程度，累加得到该节点对线路的全负荷水平线路使用程度，负荷节点i对线路LN的线路使用程度Fi,LN为：其中，li是负荷节点i的负荷功率，l＝1～li；4)将线路LN的潮流相关成本向各负荷节点分摊，计算每个负荷节点i应分摊的线路LN的成本Ci,LN：5)计算负荷节点i潮流相关的总成本：其中，Ω是所处运行方式场景下所有参与运行线路的集合，Ci,Ω为负荷节点i在该场景下应承担的潮流相关的总成本，CLNF为任一线路LN中潮流相关成本。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术能够较好的适应主动配电网潮流及网络拓扑多变的特性，并充分体现负荷节点对线路的使用程度，可以为引导市场用户的用电行为提供经济信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征在于：包括以下步骤：建立网损等值负荷模型；根据网损等值负荷模型，计算发电和负荷分布因子矩阵；根据所述发电和负荷分布因子矩阵，计算发电‑负荷功率分配矩阵；根据所述发电‑负荷功率分配矩阵计算配电网分摊成本。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征在于：包括以下步骤：建立网损等值负荷模型；根据网损等值负荷模型，计算发电和负荷分布因子矩阵；根据所述发电和负荷分布因子矩阵，计算发电-负荷功率分配矩阵；根据所述发电-负荷功率分配矩阵计算配电网分摊成本。2.根据权利要求1所述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述建立网损等值负荷模型，具体为：i'节点的网损等值负荷Pequ,i'为：其中，j'∈i',j'≠i'表示节点j'为与节点i'相连的支路上的节点，Ploss,i'j'为支路i'j'间的有功损耗；i'节点的等值对地电阻requ,i'为：3.根据权利要求1所述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述根据网损等值负荷模型，计算发电和负荷分布因子矩阵，包括步骤：1)计算转移阻抗矩阵；结合网损等值负荷模型，得到考虑网损的电力系统节点阻抗矩阵，通过节点阻抗矩阵得到电力系统中发电机和负荷之间的转移阻抗矩阵Z为：Z＝(zi,j)n×m其中，n为负荷节点数，m为发电机节点数，zi,j为节点i,j间的转移阻抗，i为负荷节点序号，i＝1～n，j为发电机节点序号，j＝1～m；2)计算负荷和发电机转移分布因子矩阵；负荷转移分布因子矩阵L＝(li,j)n×m：发电机转移分布因子矩阵G＝(gj,i)m×n：其中，li,j表示在负荷节点i增加单位功率后，分配到发电机节点j的功率，zi,p为负荷节点i和发电机节点p间的转移阻抗，p＝1～m，p≠j；gj,i表示在发电节点j增加单位功率后，分配到负荷节点i的功率，zq,j为负荷节点q和发电机节点j间的转移阻抗，q＝1～n，q≠i。4.根据权利要求3所述的一种基于分布因子的主动配电网成本分摊方法，其特征是：所述根据发电和分布因子矩阵，计算发电-负荷功率分配矩阵，计算步骤包括：1)通过迭代的方法计算发电-负荷功率分配矩阵：记典型运行方式发电机节点对负荷节点的功率分配矩阵为PGL，该矩阵中各元素的值通过迭代的方法计算，记第k次迭代后的发电机节点对负荷节点的功率分配矩阵为迭代计算前初始值为，其中，为第k次迭代中发电机节点j发出的功率中节点i处负荷所占的功率大小，为负荷节点i处的迭代...

【专利技术属性】
技术研发人员：施磊，喻乐，谢旭，张晶，
申请(专利权)人：国家电网公司华北分部，
类型：发明
国别省市：北京,11