一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法技术

本发明专利技术公开一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法，计算由支路受端节点不同负荷分摊的支路瞬时电流、瞬时电阻、瞬时电感等时变参数可求得对应的瞬时损耗功率和瞬时充放电功率，利用此信息可积分求得交流工频整周期下的电阻损失电能分摊结果以及充放电能量分配关系，在综合考虑支路受端节点不同负荷分摊的电阻损失电能、电感充放电能量、穿越电能等信息，绘制出完整的能量分配关系总图，再利用能量分配关系总图和送受端节点电价、支路输电价格等信息，可核算不同负荷分摊的输电成本以及购、输、售全过程的经济流。本发明专利技术能真实地反映电气支路使用情况的物理实际，从而避免出现成本与收益方面核算的偏差，降低网损和提高输电效率。

A method of power loss and load cost allocation for electrical branch

The invention discloses a method for apportioning the electric energy loss and load cost of an electric branch. The corresponding instantaneous loss power and instantaneous charge discharge power can be obtained by calculating the time-varying parameters such as the instantaneous current, instantaneous resistance and instantaneous inductance apportioned by different loads of the branch receiving end node, and the resistance loss electric energy apportionment result and charge discharge power under the whole cycle of AC power frequency can be obtained by integrating this information Based on the comprehensive consideration of resistance loss energy, inductor charge and discharge energy, crossing energy and other information of different load sharing of branch receiving end node, a complete general diagram of energy distribution relationship is drawn, and then the general diagram of energy distribution relationship and the information of power price of sending and receiving end node and branch transmission price can be used to calculate the transmission cost of different load sharing and the whole purchase, transmission and sale The economic flow of the process. The invention can truly reflect the physical reality of the use of the electric branch, so as to avoid the deviation of cost and income accounting, reduce the network loss and improve the transmission efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法
本专利技术涉及一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法。
技术介绍
各类电气支路在电力网络中具有承担传输电能的重要功能，故常在其送端或受端安装不同形式的关口表，以服务于不同需求的计量与控制任务。目前，在此类关口实际安装的各类电表(包括电流表、功率表、电度表)，无一例外，均只能测量支路上的总电气量，尚无法直接测量出支路送端不同电源间或受端不同负荷间发生的功率和能量交互与穿越情况，不利于成本和收益核算等有关问题的进一步厘清与公正解决。虽然从功率表和电能表角度，尚没有可以直接测量支路送受端各种源流间进行功率和能量交互或穿越情况的硬件表计，但就基本理论和计算方法而言，已有研究探讨过这一问题的。传统的，更多的是在交流相量体系下，从电流和功率(包括有功分量和无功分量)角度出发，采用送受端节点源流的比例共享原则、电气剖分理论等对此问题展开分析，并结合支路成本核算探讨支路电阻损耗功率的分摊问题。然而，截止目前，相量体系下的多种方法，因存在有功无功非线性耦合等原因，在理论上尚未取得共识。使用工频整周期平均意义上的相量体系分析电气关系存在的有功无功量非线性耦合现象，导致无法准确认定所考察电气支路使用情况，因此无法为与此相关的各种输电责任认定、输电成本或网损费用分摊等问题提供合理的依据，进而使得所获取的成本和收益核算结果和真实的物理情况出现偏差。
技术实现思路
基于以上不足之处，本专利技术提供一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法，本方法是一种基于瞬时值分析的电气支路电能损失与和其相连的负荷的成本分摊计算方法，能真实地反映电气支路使用情况的物理实际，从而避免出现成本与收益方面核算的偏差，故利于各负荷提供其自身管理水平，降低网损和提高输电效率。本专利技术所采用的技术如下：一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法，步骤如下：步骤一、建立带多个负荷支路瞬时值分析的电流等效模型将电气支路受端带m个负荷时的电路从瞬时值电流分析的角度进行等效，其中m≥2，其等效方法为：设定所考察的负荷为支路受端所带的第k个负荷，则保留k个负荷的电流，将支路受端所带的其他负荷的电流等效为两个电流ip(t)和in(t)，在规定流出支路受端节点的电流方向为负，反之为负的情况下，所等效的两个电流分别按如下方式定义：ip(t)定义为其它负荷中瞬时电流实际方向为正的负荷子集合的瞬时电流数值之和，不包括第k个；in(t)定义为其它负荷中瞬时电流实际方向为负的负荷子集合的瞬时电流数值之和，不包括第k个；此两个等效电流的数值按下式计算：步骤二：确定负荷瞬时电流分配关系针对步骤一中的等效模型，给出第k个负荷参与分配支路瞬时电流的各种可能的分配关系，其结果列于表1；其中，ik(t)表示负荷电流，ik(t)中来自于支路电流i(t)的成分；表1支路瞬时电流分配给负荷k的量由ip(t)和in(t)得出，表1表达式中的分母项，实际上就是流进或流出负荷节点的瞬时电流总和，统一简记为itot(t)；步骤三、计算瞬时电阻和瞬时电感参数分摊关系对于所考虑的负荷支路，表1的情形1和情形2，第k个负荷分摊的瞬时电阻和瞬时电感参数按下式计算：对其它情况，此负荷分摊的瞬时电阻和瞬时电感参数均为无穷大，即为开路；步骤四、计算电阻损耗和电感充电的瞬时功率分配关系根据步骤三所获取的电感和电阻参数，结合步骤二给出的电流分配值，计算瞬时电阻损耗功率plsk(t)和瞬时电感充电功率pcdk(t)，按表2中的给出的公式计算，表2中，当瞬时电感实际表现为放电时，其数值为负；表2损耗和充电的瞬时功率分配给负荷k的量步骤五、计算电阻损失与电感净充电的电能分配关系根据步骤四表2中所给出的瞬时功率关系，在1个工频周期T内，电阻上损失的和电感上净充电的电能分配给第k个负荷的量按下式求取：式中：[T情形1]表示1个T内情形1占有的时间区间，[T情形2]表示1个T内情形2占有的时间区间，单位为s；第k个负荷的分摊电阻电能损失的分配系数为按下式求取：步骤六、计算不同负荷间发生的穿越电能量值针对支路受端第k个和第l个负荷间，发生的能量穿越的计算问题，将步骤1中带多个负荷支路的电流等效模型型改为负荷能量穿越计算用等效模型，此时等效方法为保留支路所带的第k个和第l个负荷，将支路所带的其他负荷的电流仍等效为两个电流ip(t)和in(t)，在规定流出支路受端节点的电流方向为负，反之为负的情况下，所等效的两个电流分别按如下方式定义：此时ip(t)定义为其它负荷中瞬时电流实际方向为正的负荷子集合的瞬时电流数值之和，不包括所考察的第k个和第l个负荷；此时in(t)定义为其它负荷中瞬时电流实际方向为负的负荷子集合的瞬时电流数值之和，不包括所考察的第k个和第l个负荷；此两个等效电流的数值按下式计算，负荷k和l瞬时电流发生环流的条件及其量值关系按表3中给出的公式计算所计算，其中itot(t)为流进或流出负荷节点的瞬时电流总和；表3负荷k和l间的环流关系负荷k和l瞬时功率穿越量如下式计算：在1个工频周期T内负荷k穿越给负荷l和负荷k从负荷l穿越来的能量按下式计算：步骤七、负荷成本分摊计算以第k个负荷，设其在1个工频周期T内由负荷关口电能表测量的电能为ELk(T)，该负荷实际使用的电能量按下式计算：式中的∑项为第k个负荷与其它负荷间发生的净穿出电能值，它的存在会导致电能表少计负荷实际使用的电能量；在式(9)结果的基础上，追加考虑第k个负荷分摊的电阻损失电能量、电感净充电能量，得到该负荷在支路送端获取的电能量为设购电商在支路送端节点购买电能的价格为c(SBus)、中间支路输送电能的价格为c(SBrch)、在支路受端节点出售电能的价格为c(RBus)，第k个负荷在支路送端节点购买电能的费用按下式计算：该负荷电能费用占该节点总购电费用的比为第k个负荷因分摊电阻耗能损失的费用为Clsk＝c(SBus)Elsk(T)(13)该负荷电阻损耗费用占支路总电阻耗能损失费用的比为其与电阻损失电能分摊系数相等；购电商将在支路送端节点购买的第k个负荷的电能输送至受端负荷节点需支付的输电费用为式中：计费方式1表示输电价格中已包含电阻耗能损失因素；计费方式2表示输电价格中未包含电阻耗能损失因素，其对输电成本的影响需根据实际电阻耗能量值单独核算；于是，购电商因购买和输送第k个负荷的电能需支付的总费用为购电商在支路受端节点向第k个负荷出售电能获得的收入为扣除成本后的利润为第k个负荷用户因与其它负荷间发生净穿出能量而获得的交叉补贴额度按下式计算：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法，其特征在于，步骤如下：/n步骤一、建立带多个负荷支路瞬时值分析的电流等效模型/n将电气支路受端带m个负荷时的电路从瞬时值电流分析的角度进行等效，其中m≥2，其等效方法为：设定所考察的负荷为支路受端所带的第k个负荷，则保留k个负荷的电流，将支路受端所带的其他负荷的电流等效为两个电流i

【技术特征摘要】
1.一种电气支路电能损失与负荷成本分摊方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、建立带多个负荷支路瞬时值分析的电流等效模型
将电气支路受端带m个负荷时的电路从瞬时值电流分析的角度进行等效，其中m≥2，其等效方法为：设定所考察的负荷为支路受端所带的第k个负荷，则保留k个负荷的电流，将支路受端所带的其他负荷的电流等效为两个电流ip(t)和in(t)，在规定流出支路受端节点的电流方向为负，反之为负的情况下，所等效的两个电流分别按如下方式定义：
ip(t)定义为其它负荷中瞬时电流实际方向为正的负荷子集合的瞬时电流数值之和，不包括第k个；
in(t)定义为其它负荷中瞬时电流实际方向为负的负荷子集合的瞬时电流数值之和，不包括第k个；
此两个等效电流的数值按下式计算：



步骤二：确定负荷瞬时电流分配关系
针对步骤一中的等效模型，给出第k个负荷参与分配支路瞬时电流的各种可能的分配关系，其结果列于表1；其中，ik(t)表示负荷电流，ik(t)中来自于支路电流i(t)的成分；
表1支路瞬时电流分配给负荷k的量



由ip(t)和in(t)得出，表1表达式中的分母项，实际上就是流进或流出负荷节点的瞬时电流总和，统一简记为itot(t)；
步骤三、计算瞬时电阻和瞬时电感参数分摊关系
对于所考虑的负荷支路，表1的情形1和情形2，第k个负荷分摊的瞬时电阻和瞬时电感参数按下式计算：



对其它情况，此负荷分摊的瞬时电阻和瞬时电感参数均为无穷大，即为开路；
步骤四、计算电阻损耗和电感充电的瞬时功率分配关系
根据步骤三所获取的电感和电阻参数，结合步骤二给出的电流分配值，计算瞬时电阻损耗功率plsk(t)和瞬时电感充电功率pcdk(t)，按表2中的给出的公式计算，表2中，当瞬时电感实际表现为放电时，其数值为负；
表2损耗和充电的瞬时功率分配给负荷k的量



步骤五、计算电阻损失与电感净充电的电能分配关系
根据步骤四表2中所给出的瞬时功率关系，在1个工频周期T内，电阻上损失的和电感上净充电的电能分配给第k个负荷的量按下式求取：






式中：[T情形1]表示1个T内情形1占有的时间区间，
[T情形2]表示1个T内情形2占有的时间区间，单位为s；
第k个负荷的分摊电阻电能损失的分配系数为按下式求取：



步骤六、计算不同负荷间发生的穿越电能量值
针对支路受端第k个和第l个负荷间，发生的能量穿越的计算问题，将步骤1中带多个负荷支路的电流等效模型型改为负荷能量穿越计算用等效模型，此时等效方法为保留支路所带的第k个和第l个负荷，将支路所带的其他负荷的电流仍等效为两个电流ip(t)和in(t)，在规定流出支路受端节点的电流方向为负，反之为负的情况下，所等效...

【专利技术属性】
技术研发人员：于继来，张伟，李国强，盛玉和，张婷，王松岩，郭钰锋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙;23