论文题目: 输配电损耗分配理论与方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电工理论与新技术
作者: 江辉
导师: 周有庆
关键词: 电力市场,输电网,配电网,功率损耗,成本分配,定价
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 输电系统在输送电能时所引起的电能损耗一般占总发电量的5%～10%,配电网中的电能损耗更大。电力市场环境下,这种电能损耗属于输电和配电成本,应该将它们分配给电网中的所有用户。因此,如何公正合理地分配输电网和配电网损耗已经成为影响电力市场健康发展的一个关键问题。本文基于电路定律、微积分理论和合作博弈理论,在深入探讨单条支路损耗分配方法的基础上,提出了两种新的输电网损耗分配方法和一种新的配电网损耗分配方法。 基于电路的基本理论,给出了支路损耗的基本性质。深入剖析了国内外四种典型的支路损耗分配方法的特点。在给出电源对节点的有功电流和无功电流定义的基础上,基于全微分和定积分的概念,推导了各电源有功功率、无功功率分别在一条支路中引起的复损耗功率的计算公式。这种新的支路损耗分配方法直接考虑了电源有功和无功的耦合作用对支路复功率损耗的影响。 基于节点功率比例共享假定,给出了线路和变压器(通常有多条等值支路)元件上的复功率损耗分配计算的一般原则。结合本文提出的基于全微分和定积分概念的支路损耗分配公式,推导了具有多条等值支路的电力元件的复功率损耗分配算法。再将传统只适用一种无损流的追踪法扩展到适用两种有损异类流(P、Q流)的情况,提出了一种适用任意结构输电网的复功率损耗分配方法,简称有损复功率追踪法(LCPTM)。这种方法考虑了有功和无功之间的交叉作用对损耗分配的影响,它克服了已有追踪法需要将线路对地电容做电源或移植处理、需要虚构理想的无损网络、需要将有功和无功潮流解耦追踪的缺陷。 基于潮流解,将电源和负荷的功率等值成节点注入电流,设计了一种输电网损耗分配的两步对策。通过将联盟博弈的定义从实数扩展到复数,运用合作博弈解Shapley值研究支路损耗分配,推得的支路损耗分配公式与基于全微分和定积分的概念得到的完全一致;继而,又基于电源/负荷的等值节点电流、Shapley和叠加原理,严格推导了一种将输电网损耗同时分配给电网中所有电源和负荷的解析方法,简称基于Shapley值的方法(SVM)。和已有方法相比,这种方法是直接解析的,不需指定电网中电源和负荷的损耗分配比例;它满足电路定律,无需任何假定与近似,计及了电源和负荷之间、P-Q之间的交叉影响;它适应输电网任意复杂的潮流状况,平衡机、纯容性/感性无功电源和普通电源一样平等地分担电网损耗;同时,它向电源和负荷提供经济激励信息。 针对含有转供和小电源的任意结构配电网,分析并给出了损耗分配的对象和基本要求。提出了一种基于节点电纳摄动改造配电网全节点导纳矩阵可逆性的方法。这种改造方法从损耗分配的合理性与潮流误差出发确定电纳摄动点和摄动值,使任
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 世界输电服务、配电服务现状
1.3 输配电损耗分配方法
1.4 本文的研究内容与主要贡献
第2章 典型的支路损耗分配方法分析
2.1 支路模型与支路损耗的基本性质
2.2 基于叠加定理的支路损耗分配方法
2.3 同类电流分量成比例的支路损耗分配方法
2.4 直接分解同类交叉项的支路损耗分配方法
2.5 与复电流分量的模成比例的支路损耗分配方法
2.6 比较分析
2.7 小结
第3章 基于微积分理论的的支路损耗分配方法研究
3.1 电源对节点的有功电流和无功电流的定义
3.2 复功率电源在阻抗支路中引起的复功率损耗
3.3 直流电源产生的损耗与支路损耗分量的比例性质
3.4 支路损耗分配方法间的等价关系
3.5 支路损耗分配方法的性能
3.6 仿真与比较分析
3.7 小结
第4章 基于功率追踪的输电网损耗分配方法研究
4.1 复功率电源在电力线路中引起的复功率损耗和潮流
4.2 复功率电源在变压器中引起的复功率损耗和潮流
4.3 复功率电源对元件首端潮流的贡献
4.4 输电网损耗分配的计算流程
4.5 仿真算例
4.6 小结
第5章 基于合作博弈的输电网损耗分配方法研究
5.1 博弈论的有关概念
5.2 Shaplcy值与公正成本分配
5.2.1 Shapley值
5.2.2 公正成本分配的衡量指标
5.3 基于合作博弈的输电网损耗分配问题分析
5.4 输电网的等值网络
5.5 基于两步联盟博弈的输电网损耗分配
5.5.1 输电网损耗分配的两步对策
5.5.2 支路电流的分配
5.5.3 支路损耗的分配
5.6 输电网损耗分配的计算流程
5.7 数字仿真与分析
5.8 小结
第6章 输电网损耗分配方法的仿真与比较
6.1 IEEE14节点系统的仿真计算与比较
6.1.1 IEEE 14节点系统的结构与参数
6.1.2 LCPTM和SVM的两种输电网损耗分配结果及比较
6.2 IEEE30节点系统的仿真计算与比较
6.2.1 IEEE 30节点系统的结构与运行参数
6.2.2 LCPTM和SVM的两种输电网损耗分配结果及比较
6.3 小结
第7章 配电网损耗分配方法研究
7.1 配电网损耗分配的对象与基本要求
7.1.1 配电网损耗分配的对象
7.1.2 配电网与输电网损耗分配的原则与区别
7.2 配电网全节点导纳矩阵可逆性的改造
7.2.1 节点对地摄动电纳
7.2.2 节点对地摄动电纳值的选取
7.2.3 节点对地摄动电纳点的选取
7.3 通用配电网损耗分配方法
7.3.1 配电网支路损耗的分配方法
7.3.2 通用配电网损耗分配算法
7.4 仿真与分析
7.4.1 示例系统及仿真计算
7.4.2 仿真结果分析
7.5 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间发表的学术论文
发布时间: 2005-09-28
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