一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法技术

本发明专利技术公开了一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法,涉及电网领域。目前的无功补偿未考虑区域负荷的无功互补特性，仅适用于就近补偿方案。本发明专利技术包括步骤：计算出两部制无功电价；对电网中的设备进行编号，获取区域等值网络；计算等值网络中的费用电纳的响应电流；根据有功等值电流

A method of making service value of reactive power compensation based on local regional coordination

【技术实现步骤摘要】
一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法
本专利技术涉及电网领域，尤其涉及一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法。
技术介绍
电力行业提出市场机制后，电压/无功支持已经被列为辅助业务，成为确保系统安全稳定运行，提高电能质量，减少损耗，保证运行平稳运行的有效手段。电力交易作为一项重要的辅助服务，无功电力服务已成为电力市场发展的必然趋势。近年来，无功补偿服务的正确合理定价也成为一个热点问题。传统的无功补偿服务价值制定方法主要包括固定惩罚，固定成本，基于潮流模型，其中包括基于费用电纳的无功服务定价方法、一种基于AC潮流的无功电价定价方法。这类方法以无功补偿量乘以固定费率，未考虑区域负荷的无功互补特性，仅适用于就近补偿方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，以达到无功补偿的合理定价目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，包括以下步骤：步骤一：筛选区域内的无功源和用户，用以确定区域内定价的源头和对象，本专利将一些无功设备作为无功源，比如发电机和用于无功补偿的电容器。；步骤二：计算区域内无功源提供的电量报价，包括计算发电机和电容器的电量报价CGi(Qi)和CCi(Qi)；步骤三：根据无功电量费用最小目标条件以及电网运行约束条件，目标条件分为发电机以及电容器的电量报价，约束条件获取最优潮流解，以此获得各无功源的出力安排；步骤四：根据各无功源节点无功注入Qi以及电容器的电量报价CCi(Qi)，按照各无功源的出力安排计算出无功源的无功电量电价ρe；步骤五：根据各无功源的出力安排分解出无功源的无功容量电价ρv；步骤六：根据无功电价为无功电量电价和无功容量电价计算出两部制无功电价，包括对无功运行成本的报偿以及发电机无功投资成本的报偿，ρq＝ρe+ρv；步骤七：获取区域内的输电线路，将其等效看作π形等值电路，并对电网中的设备进行编号，获取区域等值网络，用以计算网络中的用户的无功分量；步骤八：根据输电系统的等值网络的节点电压方程,计算等值网络中的费用电纳的响应电流；步骤九：根据有功等值电流在费用电纳Bk上引起的无功分量计算用户引起费用电纳的耗散无功分量；步骤十：根据负荷节点i的无功等值电流或发电机节点j的有功等值电流在Bk上引起的无功成本计算用户在费用电纳上的无功费用分量；步骤十一：根据区域内用户的耗散无功分量和无功费用分量计算用户的无功服务电价。作为优选技术手段：步骤二中，获取无功源提供的电量报价包括1)获得发电机电量报价发电机的无功投标可按三段结构进行考虑，即式中Qi为无功出力，发电机i的无功电量成本用CGi(Qi)表示；发电机i进相吸收无功时的损耗成本报价表示为b1i；发电机i向系统注入无功时的损耗成本报价表示为b2i；发电机i向系统注入无功时损失的机会成本报价表示为b3iQi；2)获取电容器的电量报价电容器其电量成本报价为线性函数，表达如下CCi(Qi)＝bciQi(2)式中，CCi(Qi)为电容器电量成本；bci为电容器电量报价。作为优选技术手段：在步骤三中，电网根据报价获取最优潮流解包括以下步骤：确定无功电量费用最小的目标函数，目标函数表达为：式中，Q1、Q2、Q3分别为发电机在(QMin,0)、(0,QA)、(QA,QB)三个区域的无功出力；W1、W2、W3为二进制变量，当最终的无功出力包含该区域时，其值为1，当最终的无功出力不包含对应区域时，其值为0；NG表示系统中的发电机总数，NC表示系统中的电容器总数；确定约束条件：以上优化目标的约束分为潮流方程的等式约束以及运行及安全的不等式约束；潮流方程无功关系约束及极限QGi＝Q1,Gi+Q2,Gi+Q3,Gi(6)W1i·Qmin≤Q1,Gi≤0(7)0≤Q2,Gi≤W2i·QA(8)0≤Q3,Gi≤W3i·(QB-QA)(9)无功出力、输电线路及节点电压约束,考虑发电机无功出力约束QGi,min≤QGi≤QGi,max(10)电容器出力约束为QCi,min≤QCi≤QCi,max(11)输电约束为|Pij,min|≤|Pij|≤|Pij,max|(12)节点电压约束为上式中各参数的含义如下：N为系统的节点数；Pi、Qi为节点i的有功和无功注入；PGi为节点i的发电机有功出力；PLi为节点i的有功负荷；QGi为节点i的发电机无功出力；QLi为节点i的无功负荷；Qci为节点i的电容器无功补偿；Vi、Vj为节点电压幅值；θij为节点i、j之间的相角差；Gij、Bij为线路ij间的电导和电纳；Pij为线路ij间的有功潮流。4、根据权利要求3所述的一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，其特征在于：在步骤四中，无功的电量电价部分计算公式为作为优选技术手段：在步骤五中，当有功容量投资成本给定时，投资成本可用视在功率表达式为：平均单位无功容量投资成本CQ(元/Mvarh)可以被分解为发电机无功的容量电价表示如下作为优选技术手段：在步骤六中，计算出两部制无功电价的表达式为：ρq＝ρe+ρv(18)式中ρq为两部制无功电价(元/Mvar.h)；ρe为无功电量电价(元/Mvar.h)，其指针对无功运行成本的报偿；ρv为无功容量电价(元/Mvar.h)，其指针对发电机无功投资成本的报偿。作为优选技术手段：在步骤七中，其包括以下步骤1)输电线路使用π形等值电路；假设系统中包括n个节点，负荷节点的编号为1～m，电源节点的编号为m+1～n；负荷节点、发电机节点、其他无功源所在节点的编号分别用i,j,k表示；将负荷节点i的电流和分别等效为有功功率Pi和无功功率Qi：2)将发电机节点j注入电网的有功功率Pj等值为节点注入电流3)再节点k的费用电纳Bk等效为节点k无功发电功率Qk：作为优选技术手段：在步骤八中，计算费用电纳的响应电流时输电系统的等值网络的节点电压方程，运用Ohm'slawandkirchhoff'slaw，其表示为：V＝ZI(23)根据式(23)，等值注入电流在费用电纳Bk上的响应电流为：费用电纳Bk上的总响应电流为：作为优选技术手段：在步骤九中：在稳态电网中，负荷节点i的有功等值电流在费用电纳Bk上引起的无功分量Qik,p为：负荷节点i的无功等值电流或发电机节点j的有功等值电流在Bk上引起的无功分量Qik,q或Qik,p分别表示为：...

【技术保护点】
1.一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：筛选区域内的无功源和用户，用以确定区域内定价的源头和对象，本专利将一些无功设备作为无功源，比如发电机和用于无功补偿的电容器。；/n步骤二：计算区域内无功源提供的电量报价，包括计算发电机和电容器的电量报价C

【技术特征摘要】
1.一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：筛选区域内的无功源和用户，用以确定区域内定价的源头和对象，本专利将一些无功设备作为无功源，比如发电机和用于无功补偿的电容器。；
步骤二：计算区域内无功源提供的电量报价，包括计算发电机和电容器的电量报价CGi(Qi)和CCi(Qi)；
步骤三：根据无功电量费用最小目标条件以及电网运行约束条件，目标条件分为发电机以及电容器的电量报价，约束条件获取最优潮流解，以此获得各无功源的出力安排；
步骤四：根据各无功源节点无功注入Qi以及电容器的电量报价CCi(Qi)，按照各无功源的出力安排计算出无功源的无功电量电价ρe；
步骤五：根据各无功源的出力安排分解出无功源的无功容量电价ρv；
步骤六：根据无功电价为无功电量电价和无功容量电价计算出两部制无功电价，包括对无功运行成本的报偿以及发电机无功投资成本的报偿，ρq＝ρe+ρv；
步骤七：获取区域内的输电线路，将其等效看作π形等值电路，并对电网中的设备进行编号，获取区域等值网络，用以计算网络中的用户的无功分量；
步骤八：根据输电系统的等值网络的节点电压方程,计算等值网络中的费用电纳的响应电流；
步骤九：根据有功等值电流在费用电纳Bk上引起的无功分量计算用户引起费用电纳的耗散无功分量；
步骤十：根据负荷节点i的无功等值电流或发电机节点j的有功等值电流在Bk上引起的无功成本计算用户在费用电纳上的无功费用分量；
步骤十一：根据区域内用户的耗散无功分量和无功费用分量计算用户的无功服务电价。


2.根据权利要求1所述的一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，其特征在于：步骤二中，获取无功源提供的电量报价包括
1)获得发电机电量报价
发电机的无功投标可按三段结构进行考虑，即



式中Qi为无功出力，发电机i的无功电量成本用CGi(Qi)表示；发电机i进相吸收无功时的损耗成本报价表示为b1i；发电机i向系统注入无功时的损耗成本报价表示为b2i；发电机i向系统注入无功时损失的机会成本报价表示为b3iQi；
2)获取电容器的电量报价
电容器其电量成本报价为线性函数，表达如下
CCi(Qi)＝bciQi(2)
式中，CCi(Qi)为电容器电量成本；bci为电容器电量报价。


3.根据权利要求2所述的一种局部区域协同的无功补偿服务价值制定方法，其特征在于：在步骤三中，电网根据报价获取最优潮流解包括以下步骤：
确定无功电量费用最小的目标函数，目标函数表达为：






式中，Q1、Q2、Q3分别为发电机在(QMin,0)、(0,QA)、(QA,QB)三个区域的无功出力；W1、W2、W3为二进制变量，当最终的无功出力包含该区域时，其值为1，当最终的无功出力不包含对应区域时，其值为0；NG表示系统中的发电机总数，NC表示系统中的电容器总数；
确定约束条件：
以上优化目标的约束分为潮流方程的等式约束以及运行及安全的不等式约束；潮流方程






无功关系约束及极限
QGi＝Q1,Gi+Q2,Gi+Q3,Gi(6)
W1i.Qmin≤Q1,Gi≤0(7)
0≤Q2,Gi≤W2i.QA(8)
0≤Q3,Gi≤W3i.(QB-QA)(9)
无功出力、输电线路及节点电压约束,考虑发电机无功出力约束
QGi,min≤QGi≤QGi,max(10)
电容器出力约束为
QCi,min≤QCi≤QCi,max(11)
输电约束为|Pij,min|≤|Pij|≤|Pij,max|(12)
节点电压约束为



上式中各参数的含义如下：N为系统的节点数；Pi、Qi为节点i的有功和无功注入；PGi为节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李懑君，陈浩，刘凯音，余凡，韦立富，孙斌，徐春波，韩叶林，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司舟山供电公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33