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基于负荷质心原理计算网络损耗方法

阅读:1发布:2020-08-15

专利汇可以提供基于负荷质心原理计算网络损耗方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于负荷质心原理计算网络损耗方法,包括以下步骤:定义负荷质心,即将配 电网 看成一个负荷 块 ,每一个负荷看成一个质点;定义每一个配电网中质点的 质量 ;定义各质点到根 节点 的路径阻抗;定义各质点相对于根节点的负荷矩,变电站出口 母线 设为网络的根节点;利用各根节点的负荷矩来等效计算网络损耗大小。该方法需要用到反复 迭代 ,对于节点较少的网架结构计算速度快,且 精度 较高,通过将负荷节点比作质点,将配电网比作负荷块,避免使用反复迭代的方法计算网络损耗,计算速度快,不存在收敛的问题,大大缩短了优化函数计算时间,减少了恢复供电所需时间,保证了电 力 系统可靠性。,下面是基于负荷质心原理计算网络损耗方法专利的具体信息内容。

1.基于负荷质心原理计算网络损耗方法,包括以下步骤:
步骤1、定义负荷质心,即将配电网看成一个负荷,每一个负荷看成一个质点;
步骤2、定义每一个配电网中质点的质量
步骤3、定义各质点到根节点的路径阻抗;
步骤4、定义各质点相对于根节点的负荷矩,变电站出口母线设为网络的根节点;
步骤5、利用各根节点的负荷矩来等效计算网络损耗大小。
2.根据权利要求1所述的基于负荷质心原理计算网络损耗方法,其特征在于,步骤1中:
所述质心在物理学中就是质量的中心,而物体可以看作是一系列质点的集合,定义一个系统中含n个质点,存在一个使整个系统静矩平衡的点,该点称为质心,其表达式为:
式中:i为质点号;mi为质点i的质量;ri为质点i到参考零点的位矢;r为质心到参考零点的位矢。
3.根据权利要求2所述的基于负荷质心原理计算网络损耗方法,其特征在于,步骤2中质点的质量表示如下:
定义节点i的质量为该节点有功功率和无功功率的平方和,
式中:i为节点号;Mi为负荷节点i的等效质量;Pi为负荷节点i的有功功率;Qi为负荷节点i的无功功率。
4.根据权利要求3所述的基于负荷质心原理计算网络损耗方法,其特征在于,步骤3中,定义各负荷节点到根节点的路径阻抗之和为总路径阻抗,
式中:i为节点号;Li为节点i到根节点的路径阻抗;k为节点i到根节点受点联通区域各支路;n为节点i到根节点受电联通区域的支路总数;Rk、Xk为支路k的电阻和电抗。
5.根据权利要求4所述的基于负荷质心原理计算网络损耗方法,其特征在于,步骤4中,相对于根节点的负荷矩计算如下,
配电网支路的有功损耗计算如下:
式中:VPij为支路i-j的有功损耗;节点i为支路始节点;节点j为支路末节点;Rij为支路i-j的线路电阻;Pj为节点j处的有功功率;Qj为节点j处的无功功率;Uj为节点j处的电压,可知电力线路上的有功损耗VPij既与该线路上流过的有功功率Pj和无功功率Qj的大小有关,也与线路上的电阻Rij有关,
定义各点的负荷矩为负荷点等效质量乘以路径阻抗,即节点有功功率和无功功率的平方和乘以该负荷电流经过的线路阻抗之和,
Ji=MiLi
即Ji便可以起到衡量网络损耗的作用,
式中:i为节点号;Ji为负荷节点i到根节点的负荷矩;Mi为负荷节点i的等效质量;Li为节点i到根节点的路径阻抗,
其中有功损耗则为:
式中:i为节点号;Jp为有功损耗;Mi为负荷节点i的等效质量;N为配电网节点总数;k为节点i到根节点受点联通区域各支路;n为节点i到根节点受电联通区域的支路总数;Rk为支路k的电阻,通过计算Jp可到达等效正常运行状态下网络有功损耗。

说明书全文

基于负荷质心原理计算网络损耗方法

技术领域

[0001] 本发明属于配电网网络损耗算法领域,具体涉及一种基于负荷质心原理计算网络损耗方法。

背景技术

[0002] 现代电系统规模不断增大,输电线路越来越长,负荷节点越来越多,网络结构越来越复杂,区域与区域之间的互联性和影响不断增强,客观上导致了电力系统事故无法避免和难以预测。因此,一旦配电网发生故障,将造成巨大的经济损失和严重的社会影响。因此,研究配电系统故障后的供电恢复成为电力系统的一大热点,而网络损耗是供电恢复优化函数中的重要环节,如何快速的计算网络损耗,使电网安全、稳定、经济运行成了研究的热,对于减小或消除电网故障造成的影响和危害,对于提高电能质量与保证供电可靠性、降低电能损耗、促进社会的可持续发展等都具有十分重要的意义。
[0003] 传统的网络损耗计算方法常采用潮流计算方法,该方法需要用到反复迭代,对于节点较少的网架结构计算速度快,且精度较高。但对于现在的配电网网架结构,负荷节点越来越多,网架结构越来越复杂,传统的潮流方法计算网络损耗将花费大量的时间,并且不一定收敛。所以本文在借鉴物理学上质心的概念,通过将负荷节点比作质点,将配电网比作负荷,避免使用反复迭代的方法计算网络损耗,计算速度快,不存在收敛的问题,大大缩短了优化函数计算时间,减少了恢复供电所需时间,保证了电力系统可靠性。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种计算速度快且精度较高的基于负荷质心原理计算网络损耗方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:基于负荷质心原理计算网络损耗方法,包括以下步骤:
[0006] 步骤1、定义负荷质心,即将配电网看成一个负荷块,每一个负荷看成一个质点;
[0007] 步骤2、定义每一个配电网中质点的质量;
[0008] 步骤3、定义各质点到根节点的路径阻抗;
[0009] 步骤4、定义各质点相对于根节点的负荷矩,变电站出口母线设为网络的根节点;
[0010] 步骤5、利用各根节点的负荷矩来等效计算网络损耗大小。
[0011] 优化的,步骤1中:
[0012] 所述质心在物理学中就是质量的中心,而物体可以看作是一系列质点的集合,定义一个系统中含n个质点,存在一个使整个系统静力矩平衡的点,该点称为质心,其表达式为:
[0013]
[0014] 式中:i为质点号;mi为质点i的质量;ri为质点i到参考零点的位矢;r为质心到参考零点的位矢。
[0015] 优化的,步骤2中质点的质量表示如下:
[0016] 定义节点i的质量为该节点有功功率和无功功率的平方和,
[0017]
[0018] 式中:i为节点号;Mi为负荷节点i的等效质量;Pi为负荷节点i的有功功率;Qi为负荷节点i的无功功率。
[0019] 优化的,步骤3中,定义各负荷节点到根节点的路径阻抗之和为总路径阻抗,[0020]
[0021] 式中:i为节点号;Li为节点i到根节点的路径阻抗;k为节点i到根节点受点联通区域各支路;n为节点i到根节点受电联通区域的支路总数;Rk、Xk为支路k的电阻和电抗。
[0022] 优化的,步骤4中,相对于根节点的负荷矩计算如下,
[0023] 传统的配电网支路的有功损耗计算如下:
[0024]
[0025] 式中:VPij为支路i-j的有功损耗;节点i为支路始节点;节点j为支路末节点;Rij为支路i-j的线路电阻;Pj为节点j处的有功功率;Qj为节点j处的无功功率;Uj为节点j处的电压
[0026] 可知电力线路上的有功损耗VPij既与该线路上流过的有功功率Pj和无功功率Qj的大小有关,也与线路上的电阻Rij有关,
[0027] 定义各点的负荷矩为负荷点等效质量乘以路径阻抗,即节点有功功率和无功功率的平方和乘以该负荷电流经过的线路阻抗之和。
[0028] Ji=MiLi
[0029] 即Ji便可以起到衡量网络损耗的作用,
[0030] 式中:i为节点号;Ji为负荷节点i到根节点的负荷矩;Mi为负荷节点i的等效质量;Li为节点i到根节点的路径阻抗,
[0031] 其中有功损耗则为:
[0032]
[0033] 式中:i为节点号;Jp为有功损耗;Mi为负荷节点i的等效质量;N为配电网节点总数;k为节点i到根节点受点联通区域各支路;n为节点i到根节点受电联通区域的支路总数;Rk为支路k的电阻,通过计算Jp可到达等效正常运行状态下网络有功损耗。
[0034] 本发明的有益效果在于:该方法需要用到反复迭代,对于节点较少的网架结构计算速度快,且精度较高。但对于现在的配电网网架结构,负荷节点越来越多,网架结构越来越复杂,传统的潮流方法计算网络损耗将花费大量的时间,并且不一定收敛。所以本文在借鉴物理学上质心的概念,通过将负荷节点比作质点,将配电网比作负荷块,避免使用反复迭代的方法计算网络损耗,计算速度快,不存在收敛的问题,大大缩短了优化函数计算时间,减少了恢复供电所需时间,保证了电力系统可靠性。附图说明
[0035] 图1辐射状配电网络的典型支路;
[0036] 图2配电网网架图;
[0037] 图3配电网各负荷基本信息。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述:
[0039] 基于负荷质心原理计算网络损耗方法,包括以下步骤:
[0040] 步骤1、定义负荷质心,即将配电网看成一个负荷块,每一个负荷看成一个质点;
[0041] 步骤2、定义每一个配电网中质点的质量;
[0042] 步骤3、定义各质点到根节点的路径阻抗;
[0043] 步骤4、定义各质点相对于根节点的负荷矩,变电站出口母线设为网络的根节点;
[0044] 步骤5、利用各根节点的负荷矩来等效计算网络损耗大小。
[0045] 步骤1中:
[0046] 所述质心在物理学中就是质量的中心,而物体可以看作是一系列质点的集合,定义一个系统中含n个质点,存在一个使整个系统静力矩平衡的点,该点称为质心,其表达式为:
[0047]
[0048] 式中:i为质点号;mi为质点i的质量;ri为质点i到参考零点的位矢;r为质心到参考零点的位矢。
[0049] 步骤2中质点的质量表示如下:
[0050] 定义节点i的质量为该节点有功功率和无功功率的平方和,
[0051]
[0052] 式中:i为节点号;Mi为负荷节点i的等效质量;Pi为负荷节点i的有功功率;Qi为负荷节点i的无功功率。
[0053] 步骤3中,定义各负荷节点到根节点的路径阻抗之和为总路径阻抗,[0054]
[0055] 式中:i为节点号;Li为节点i到根节点的路径阻抗;k为节点i到根节点受点联通区域各支路;n为节点i到根节点受电联通区域的支路总数;Rk、Xk为支路k的电阻和电抗。
[0056] 步骤4中,相对于根节点的负荷矩计算如下,
[0057] 传统的配电网支路的有功损耗计算如下:
[0058]
[0059] 式中:VPij为支路i-j的有功损耗;节点i为支路始节点;节点j为支路末节点;Rij为支路i-j的线路电阻;Pj为节点j处的有功功率;Qj为节点j处的无功功率;Uj为节点j处的电压,
[0060] 可知电力线路上的有功损耗VPij既与该线路上流过的有功功率Pj和无功功率Qj的大小有关,也与线路上的电阻Rij有关,
[0061] 定义各点的负荷矩为负荷点等效质量乘以路径阻抗,即节点有功功率和无功功率的平方和乘以该负荷电流经过的线路阻抗之和。
[0062] Ji=MiLi
[0063] 即Ji便可以起到衡量网络损耗的作用,
[0064] 式中:i为节点号;Ji为负荷节点i到根节点的负荷矩;Mi为负荷节点i的等效质量;Li为节点i到根节点的路径阻抗,
[0065] 其中有功损耗则为:
[0066]
[0067] 式中:i为节点号;Jp为有功损耗;Mi为负荷节点i的等效质量;N为配电网节点总数;k为节点i到根节点受点联通区域各支路;n为节点i到根节点受电联通区域的支路总数;Rk为支路k的电阻,通过计算Jp可到达等效正常运行状态下网络有功损耗。
[0068] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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