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专利号: 2019101598640
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑不确定因素的配电网电能损耗随机分析方法,其特征在于,包括以下步骤:从径向配电网功率问题的一般形式出发,给出了输入‑输出关系模型式;

y=g(x)    (1)

L=h(y)    (2)

其中,x为随机采样的输入量,x是通过拉丁超立方采样获得,x包括电源注入的输入向量Pg和Qg、以及负载功耗Pd和无功损耗Qd,Pg为电源输出的有功功率,Qg为电源输出的无功功率,g(x)是描述功率平衡的功率方程集,y是包含电压幅值V和电压相量θ的输出矢量;L是发电机—负荷对的损耗,h(y)是根据网损评估公式计算损耗的网络损失评估方程组;

根据输入‑输出关系模型式,分析配电网电能损耗;

网络损失评估方程组包括配电网损失评估公式、负荷引起的配电损失公式和分布式电源引起的配电损耗公式;

配电网损失评估公式包括公式(3)和公式(4):

设第k个节点上有n个载荷,给第j个载荷输送有功功率造成的有功损耗为2

其中,Lp,kj是向第k个节点上第j个载荷输送有功功率造成的有功损耗;c=Rik/|Vi| 是损耗系数,Rik是第i个节点和第k个节点之间线路的电阻,Vi是第i个节点的电压,Pload,kj是第k个节点上、第j个载荷的有功功率,Pload,kh是第k个节点上、第h个载荷的有功功率,n为载荷的个数;

给第k个节点上第j个载荷输送无功功率造成的有功损耗为

其中,Lq,kj是向第k个节点上第j个载荷输送无功功率造成的有功损耗;Qload,kj是第k个节点上、第j个负荷的无功功率,Qload,kh为第k个节点上、第h个载荷的无功功率;

负荷引起的配电损失公式包括公式(5)和公式(6):

对于第k个节点,设有n个节点与之相连,通过与之相连接的节点集和支路损耗kn的分配损失之和迭加计算总损耗;计算第k个节点的有功功率引起的损耗 的公式为其中, 是第k个节点的有功功率引起的损耗;Pload,il是第i个节点上第l个负荷的有功功率;Pij是从第i个节点传输到第j个节点的有功功率; 是向第i个节点传输有功功率引起的总的损耗;Lp,ik是从第i个节点向第k个节点传输有功功率引起的损失,Pik是第i个节点传输到第k个节点的有功功率,T是与第i个节点相连接的负荷集合,R是与第i个节点相连接的节点集合;

传输无功率所造成的功率损失:

其中, 是第k个节点的无功功率引起的损耗;Qload,il是第i个节点上的负荷l的无功功率;Qij是从第i个节点传输到第j个节点的无功功率; 是向第i个节点传输无功功率引起的总的损耗;Lq,ik是从第i个节点向第k个节点传输无功功率引起的损失,Qik是从第i个节点传输到第k个节点的无功功率;

分布式电源引起的配电损耗公式包括公式(7)和公式(8):所有分布性电源传输有功功率引起的总损失表示为

其中, 是第k个节点上跟分布性电源相关的传输有功功率引起的总损失;Pgen,kg是第k个节点上发电机g的有功出力,G是第k个节点上发电机集, 是第i个节点上跟分布性电源相关的传输有功功率引起的总损失,Pgen,ig是第i个节点上发电机g的有功出力;

所有分布性电源传输无功功率引起的总损失为

其中, 是第k个节点上跟分布性电源相关的传输无功功率引起的总损失,Qgen,kg是第k个节点上发电机g的无功出力, 是第i个节点上跟分布性电源相关的传输无功功率引起的总损失,Qgen,ig是第i个节点上发电机g的无功出力;

求解输入‑输出关系模型式的方法如下:

步骤A、加载网络数据,网络数据包括母线和支路参数、基准发电机和负载数据以及支路导纳数据;

步骤B、确定并设置每个输入量的样本大小N;

步骤C、采用LHS抽样方法,生成输入数据矩阵x,其大小为K×N,其中,K为输入变量数;

步骤D、对于输入量的样本中的每个数组,即置换采样矩阵S中的每一列,运行网络损失评估方程,并存储输出网络损失数据;

步骤E、在计算所有样本输入后,计算每个量的输出数据的统计量,统计量包括平均值和标准偏差。

2.根据权利要求1所述的一种考虑不确定因素的配电网电能损耗随机分析方法,其特征在于,随机采样的输入量x的采样方法是采用拉丁超立方体抽样LHS方法,LHS方法包括抽样步骤和置换组合步骤;其中,抽样步骤:

设随机采样的输入量x包括x1,x2,…,xM,xm为第m个随机变量,对于每个随机变量,都存在一个累积概率分布CDF函数:ym=Cm(xm),m=1,…,M

其中,Cm(xm)是累积分布函数,ym是CDF给定点的值,ym∈[0,1],M为正整数;

获得输入量中的第m个量的N个样本的步骤如下:

A1、将[0,1]的范围平均划分为N个区间,每个区间的概率范围为1/N;

B1、从每个区间随机抽取一个样本,在此步中得到了总共N个累积概率值;

C1、使用逆CDF函数计算每个样本的对应变量值;

D1、对输入量中的所有量重复A1‑C1步骤,得到M×N输入量输入矩阵S0,其中行是独立的随机变量,列是不同的样本;

置换组合步骤:

采用随机排列组合法,使用以下步骤执行随机排列:

A2、生成与置换采样矩阵S相同形状的线性空间矩阵H,H中的每一行都是增量为1的线性空间,即1,…,N;

B2、对于H中的每一行,按随机顺序排列元素,处理方式是来回循环行,对于每个元素,随机选择另一个元素并随机决定是否交换;

C2、对于S0中的每一行,根据H中的索引顺序重新排序元素,以获得置换采样矩阵S。

3.根据权利要求1所述的一种考虑不确定因素的配电网电能损耗随机分析方法,其特征在于,步骤E中统计量的计算方法如下:其中,εmean为均值误差比,μy,RND为采用蒙特卡罗简单随机抽样RND计算的误差,μy,LHS为采用拉丁超立方体抽样LHS计算的误差,εstd为标准差误差比,σy,RND为采用蒙特卡罗简单随机抽样RND计算的标准差,σy,LHS为采用拉丁超立方体抽样LHS法计算的标准差。

4.根据权利要求1所述的一种考虑不确定因素的配电网电能损耗随机分析方法,其特征在于,在假定实际总损耗完全分配给所有负荷和分布性电源的基础上,用下列公式将负荷引起的损失和分布性电源引起的损失归一化为功率维数:其中, 为归一化的负荷功率损耗,Ploss,total为总的有功损耗, 为第i个节点的总损耗, 为第k个节点上跟电源相关的总损耗, 为归一化的电源功率损耗。