基于计量数据的汇集升压电网线损分摊方法与流程

本发明涉及汇集升压电网，具体为基于计量数据的汇集升压电网线损分摊方法。

背景技术：

1、汇集升压电网中含有分布式电源(distributed generator,dg)，使得汇集升压电网的潮流流向变化，进而影响到汇集升压电网的线损情况。目前dg不分摊供电时所产生的线损，使供电企业不得不承担这部分线损。而使用目前计量数据的线损分摊方法很难保证科学、公平的将线损分摊给分布式电源或负荷。如何基于计量数据将分布式电源供电(上网)和分布式电源用电(下网)所产生损耗公平的分摊给分布式电源，有着重要的研究意义。

2、针对于线损分摊问题，不少学者提出了不同的分摊方法。但是基于计量数据的线损分摊问题研究较少。现有的线损分摊方法包括：平均网损分摊法、边际网损系数法、潮流追踪法等，基于博弈论的网损分摊方法。平均网损分摊法将网损按照负荷功率大小占总功率的份额进行分摊，其缺点是网损无法分摊给电源且不能提供经济学信号。现有技术提出了一种改进的平均网损系数法，使得网损可分摊给电源和负荷。边际网损系数法可反应映各节点功率的变化造成系统网损的微增成本信息，为电网发展提供良好的经济信号，但是对于节点多的网络计算非常复杂。潮流追踪法是通过潮流计算或状态估计得到的系统电力流动分布。根据追踪方向的不同，分为顺流追踪和逆流追踪，按照比例分配的原则，明确每个发电机的输出功率在各负荷上的贡献，和各负荷的功率来自于哪几个发电机，将网损分摊给发电机或用户。现有技术提出了一种基于贡献因子的含分布式电源的配网网损分摊方法，贡献因子能为线损分摊提供正确的经济学信号。现有技术基于图论改进了潮流追踪法，降低了计算的复杂度。现有技术对网损进行分类，将网损进行了有针对性的分摊。在网损分摊中博弈论主要是研究多个在利益上相冲突的个体,经过博弈优化各自策略,最终实现对于利益各方来说最为合理的行为方案。现有技术采用叠加原理计算功率损耗，之后应用aumann-shapley法对互耦合功率进行分摊，但未计及交易顺序的影响。现有技术在考虑用户主体合作原则下提出核仁算法，但当交易用户增多时计算难度很大。现有技术通过分析负荷电流在支路总电流的分配关系，推导出各瞬时分量分摊的支路瞬时损耗功率和损失电能分摊系数。以上文献在不同程度上对线损进行了合理分摊。但均未涉及针对计量数据的线损分摊。

3、dg在白天向网侧供电、夜晚用电，部分dg带有储能或热电厂，这样的出力特性导致了汇集升压电网中潮流流向的变化。现有的线损分摊方法是以月或年为单位，无法判断电网中的功率流向。因此为了通过计量数据明确系统的潮流方向，需要通过汇集升压电网日电表计量数据进行线损分摊。本发明提出一种基于计量数据的改进平均网损系数分摊方法。首先，通过对电表日计量数据以及功率流向的分析，将汇集升压电网日运行时间进行划分。其次，针对于不同的运行时段，将线损分摊给分布式电源或负荷。最后进行了实例计算验证了该方法的合理性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于计量数据的汇集升压电网线损分摊方法，以解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于计量数据的汇集升压电网线损分摊方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、步骤一、基于潮流流向的汇集升压电网运行时段划分，所述基于潮流流向的汇集升压电网运行时段划分具体包括汇集升压电网的潮流流向分析和汇集升压电网的运行时段划分，

5、在汇集升压电网的潮流流向分析中，根据潮流流向将汇集升压电网分为四种状态：

6、状态一：有热电厂或储能接入的分布式电源在非光照时间向系统供电，电网侧向系统供电，此时段中不带储能的分布式电源作为负荷；

7、状态二：在光照时间内分布式电源向电网侧供电；

8、状态三：有热电厂或储能接入的分布式电源在非光照时间向不带储能的分布式电源负荷供电，且有余量电量上网；

9、状态四：在非光照时间电网向各不带储能的分布式电源负荷供电；

10、若汇集升压电网的潮流流向属于状态一时，此状态中除了作为电源的dg，其余dg作为负荷，此状态中的线损分摊给作为负荷的dg；而在状态二中每个dg向电网侧供电，是发电过程所产生的线损，将线损分摊给作为电源的dg；在状态三中作为电源的dg出力足够大，其电能可送至电网侧，因此这一过程中的线损分摊给各个dg负荷；状态四中电网侧向dg负荷提供电能以满足其用电需求，此用电过程产生的线损由各个dg负荷承担；

11、在汇集升压电网的运行时段划分中，汇集升压电网运行时段是指电网处于不同潮流流向状态下所对应的运行时间区段，为精准的划分汇集升压电网的运行时段，通过电表表记数据，综合考虑dg的发电或用电情况以及电量是否通过线路上网两方面来判断电网的运行时段；

12、(1)若汇集升压电网表记示数满足

13、

14、式中a为表记有功示数，d为dg侧的电表，g为上网侧总电表，c为带储能或电厂的dg电表，f为电表表记反向电量，z为电表表记正向电量，m为dg电表的个数；

15、在此运行时段中电网潮流流向属于状态一；

16、(2)若汇集升压电网表记示数满足

17、

18、在此运行时段中电网潮流流向属于状态二；

19、(3)若汇集升压电网表记示数满足

20、

21、在此运行时段中电网潮流流向属于状态三，接入储能或热电厂的分布式电源向其他分布式电源负荷供电并有电量上网；

22、(4)若汇集升压电网表记示数满足

23、

24、在此运行时段中电网潮流流向属于状态四；

25、将系统一天的运行时间分为n个运行时段，使每个运行时段达到功率平衡，消除了线损计算时出现负线损的现象，根据每个运行时段汇集升压电网中潮流流向情况的不同，对线损特点进行分析，使得后续进行线损分摊的计算结果更加准确；

26、步骤二、基于计量数据的改进平均网损系数法；针对汇集升压电网改进的平均网损系数法，在平均网损系数法的基础上构建一个具有运行特性的日线损分摊矩阵，在汇集升压电网不同的运行时段，根据各dg作为电源的电量(反向电量)大小或作为负荷的电量(正向电量)大小，计算dg作为电源或负荷的线损系数，最后采用各自的线损系数进行线损分摊，从而实现考虑潮流流向的汇集升压电网的线损分摊，将线损不仅分摊给dg负荷，而且分摊给dg电源；具体包括如下步骤：

27、(1)日各时段线损分摊系数计算

28、根据不同运行时段内dg作为电源或者作为负荷的电量大小计算汇集升压电网各时段dg日线损分摊系数λij为：

29、

30、式(7)中，i为dg节点编号；j为运行时段编号；d为dg节点个数；aij为第j运行时段内第i个dg的有功电量；

31、则第i个分布式电源在第j个运行时段内所承担的线损为：

32、δagi＝λijajloss(8)

33、式(8)中，ajloss为第j个运行时段内汇集升压电网的线损；

34、(2)日分摊系数矩阵构建

35、基于汇集升压电网各时段dg日线损分摊系数，令m＝i,n＝j,构建具有运行特性的日分摊系数矩阵as：

36、

37、日分摊系数矩阵as矩阵中的元素为[as]m×n＝λij；

38、(3)dg日线损分摊量

39、由日分摊系数矩阵可得，dg日线损分摊量

40、δag＝asaloss(10)

41、式(10)中，向量aloss中的元素表示j运行时段内的汇集升压电网线损；向量δag中的元素为第i个dg所承担的汇集升压电网线损。

42、本发明基于计量数据的改进的平均网损系数法通过构建具有运行特性的日线损分摊矩阵将整个网络的线损进行了分摊，继承了平均网损系数法的优点，计算结果稳定性高，具有运行特性的日线损分摊矩阵as，考虑了汇集升压电网中的潮流流向，能够将不同运行时段的线损准确的分摊给的dg。适用于基于计量数据的汇集升压电网的线损分摊。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

44、1、本发明基于汇集升压电网的日计量数据，深入分析了电网的潮流流向，引入了汇集升压电网运行时段的概念。汇集升压电网运行时段的划分，不仅有效解决了在日线损计算过程中出现的负线损问题，而且计及了汇集升压电网潮流流向变化产生的电网线损。

45、2、本发明基于计量数据的改进平均网损系数法，不仅继承了平均网损系数法的优点，还对电网潮流流向进行了分析，将汇集升压电网日运行时间划分为不同运行时段。该方法充分考虑到了汇集升压电网中的潮流流向。通过构建具有运行特性的线损分摊矩阵，将汇集升压电网日线损精准分摊给各dg，解决了现有线损分摊方法难以适用于汇集升压电网的缺陷。

46、3、本发明通过算例分析，对所提出的汇集升压电网线损分摊方法进行了验证。算例中通过构建具有运行特性的线损分摊矩阵，实现了对各个分布式电源(dg)在不同运行时段下日线损的精准分摊。线损分摊结果表明，所提方法能准确计算出各dg所承担的日线损分摊量。验证了所提方法在实际应用中的有效性。本发明的研究为基于计量数据的汇集升压电网的线损分摊提供了分摊依据。