CN103632199B - 一种公共输电网络利用份额的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种公共输电网络利用份额确定方法，包括有如下步骤：1）基于给定运行方式下的潮流分布情况，利用有向图表示西电东送公共输电网络的拓扑结构，结合有向图的邻接终点矩阵的计算，找出各西电送出节点对各西电落地节点的供电路径；2）求取输电网络中各节点的下游支路对上游支路的利用份额；3）从西电落地节点开始逆着潮流流动方向沿着各供电路径，采用下游支路对上游支路的利用份额的连乘计算西电落地节点对供电路径中各支路的利用份额；4）在考虑功率的基础上计及输电线路长度的影响，计算受电省对公共输电网络的利用份额；5）基于不同的运行方式计算受电省对公共输电网络的综合利用份额。本发明能够衡量西电落地节点对各公共输电线路的利用份额，为各受电省分摊公共输电网络投资及进一步制定西电东送输电价格提供依据。

Description

一种公共输电网络利用份额的确定方法

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，特别涉及一种用于确定各受电省对公共输电网络利用份额的确定方法,属于公共输电网络利用份额的确定方法的创新技术。

背景技术

西电东送自实施以来，为促进南方区域东西部地区协调、可持续发展和优化资源配置发挥了重要作用，也为联网省(区)带来了显著的经济效益和社会效益，而合理的西电东送输电价格能够引导西电东送主网架的健康建设，是保证西电东送可持续发展的关键。随着近年来西电东送电能交易规模的逐步扩大，多项跨省西电东送输电工程的投运以及交易各方的电力供需形势变化，现行的逐线核定、以合同路径为基础的西电东送输电价已经难以适应主网架结构网络化和控制电网企业经营风险的发展现状，因此西电东送输电价格面临深化改革的迫切需求。输电价格制定的过程是根据输电网络用户对输电网络的使用程度进行输电费用分摊的过程，因此，确定各受电省对西电东送输电网络的利用份额是制定西电东送输电价格的重要基础，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能够衡量西电落地节点对各公共输电线路的利用份额，为各受电省分摊公共输电网络投资及进一步制定西电东送输电价格提供依据的公共输电网络利用份额的确定方法。

本发明的技术方案是：本发明的公共输电网络利用份额确定方法，包括有如下步骤：

1）基于给定运行方式下的潮流分布情况，利用有向图表示西电东送公共输电网络的拓扑结构，结合有向图的邻接终点矩阵的计算，找出各西电送出节点对各西电落地节点的供电路径；

2）求取输电网络中各节点的下游支路对上游支路的利用份额；

3）从西电落地节点开始逆着潮流流动方向沿着各供电路径，采用下游支路对上游支路的利用份额的连乘计算西电落地节点对供电路径中各支路的利用份额；

4）在考虑功率的基础上计及输电线路长度的影响，计算受电省对公共输电网络的利用份额；

5）基于不同的运行方式计算受电省对公共输电网络的综合利用份额。

上述步骤1）中，将公共输电网络的拓扑结构用有向图表示，记为G=(V,E)，并将有向图的邻接终点矩阵用T⁽⁰⁾表示，形式为：

其中，表示节点v_i和v_j之间有向弧的终点，当存在一条有向弧由节点v_i指向节点v_j时，的值为有向弧的终点；当节点v_i和节点v_j不存在有向弧连接关系时为0。

上述步骤1）中，从起始节点v_s到终止节点v_e的所有供电路径获取方法为：通过节点集合V逐步消去n-2个节点后求得子集合V_(n-2)={v_s,v_e}，并同时计算子集合V_(n-2)对应邻接终点矩阵T^(n-2)，而T^(n-2)中的元素即表示从起始节点v_s到终止节点v_e的所有供电路径，用Path=[v_s,v₁,v₂,......v_x......,v_e]的形式保存。

上述步骤2）中，节点的下游支路对上游支路的利用份额Rate(t,s)计算公式为：

$\mathrm{Rate}(t,s)=\frac{P_{\mathrm{down}\left(t\right)}}{\underset{{s\∈L}_{\mathrm{up}}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{up}\left(s\right)}}$

其中，P_down(t)为下游支路t的功率；P_up(s)为上游支路s的功率；L_up为节点的上游支路集合，s∈L_up。

上述步骤3）中，西电落地节点v_e对供电路径中支路v_x-v_x+1的

利用份额Rate(t,v_x-v_x+1)计算公式为：

$\mathrm{Rate}(v_e,v_x-v_{x+1})=\underset{t=x}{\overset{m-2}{\mathrm{\Π}}}\mathrm{Rate}(v_{t+1}-v_{t+2},v_t-v_{t+1})\×\mathrm{Rate}(v_m-v_e,v_{m-1}-v_m)$

其中，供电路径用集合[v_s，v₁，v₂，v₃，......v_x......，v_m，v_e]表示，v_e为西电落地节点，v_s为西电送出节点，v_x为供电路径中的第m+1个节点，供电路径共有节点m+2个，支路m+1条，Rate(v_t+1-v_t+2,v_t-v_t+1)表示下游支路v_t+1-v_t+2对上游支路v_t-v_t+1的利用份额。

上述步骤4）中，找出受电省内所有的西电落地节点集合VE，然后对各西电落地节点对所有输电线路的利用份额与该输电线路流过的功率及输电线路的长度乘积求和，最后以该计算结果占公共输电网络中各输电线路功率和长度乘积总和的比例为受电省g对公共输电网络利用份额，计算公式为：

${\mathrm{Rate}}^{\′}\left(g\right)=\frac{\underset{V_e\∈\mathrm{VE}}{\mathrm{\Σ}}\underset{L_{\mathrm{ij}}\∈L}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Rate}(v_e,L_{\mathrm{ij}})\×P_{\mathrm{ij}}\×l_{\mathrm{ij}}}{\underset{L_{\mathrm{ij}}\∈L}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{ij}}\×l_{\mathrm{ij}}}$

其中，L为输电线路集合；L_ij表示输电线路ij，L_ij∈L；l_ij为输电线路ij的长度；P_ij为输电线路ij流过的功率；Rate(v_e,L_ij)表示西电落地节点v_e对输电线路L_ij的利用份额。

上述步骤5）中，的方法为：基于多个运行方式下的潮流分布情况，根据前面的方法计算各运行方式下受电省对公共输电网络的利用份额，然后结合各运行方式的权重系数，权重系数的取值可依据运行方式的特点和重要性确定，最后以加权平均的方法计算受电省对公共网络的综合利用份额，计算公式为：

$\mathrm{Rate}\left(g\right)=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{Rate}}_i^{\′}\left(g\right)$

其中，ω_i表示第i个运行方式的权重系数；Rate′_i(g)表示第i个运行方式下受电省g对共用输电网络的利用份额。

本发明公共输电网络利用份额的确定方法能够衡量西电落地节点对各公共输电线路的利用份额，为各受电省分摊公共输电网络投资及进一步制定西电东送输电价格提供依据。本发明是一种方便实用的公共输电网络利用份额的确定方法。

附图说明

图1为本发明公共输电网络利用份额确定方法的原理图。

具体实施方式

实施例：

本发明公共输电网络利用份额确定方法的原理图如图1所示，本发明的公共输电网络利用份额确定方法，包括有如下步骤：

1）基于给定运行方式下的潮流分布情况，利用有向图表示西电东送公共输电网络的拓扑结构，结合有向图的邻接终点矩阵的计算，找出各西电送出节点对各西电落地节点的供电路径；

公共输电网络的拓扑结构的有向图表示为G=(V,E)，并将有向图的邻接终点矩阵用T⁽⁰⁾表示，形式为：

其中，表示节点v_i和v_j之间有向弧的终点。当存在一条有向弧由节点v_i指向节点v_j时，的值为有向弧的终点；当节点v_i和节点v_j不存在有向弧连接关系时为0。

2）将西电送出节点作为给定起始节点v_s，西电落点作为给定终止节点v_e，对公共输电网络的邻接终点矩阵T⁽⁰⁾作消除节点计算，求取T^(n-2)，根据元素的值获得各西电送出节点对各西电落地节点的供电路径，记为：

Path=[v_s,v₁,v₂,......v_x......,v_e]

3）根据潮流分布情况，求取输电网络中各节点的下游支路对上游支路的利用份额Rate(t,s)，计算公式为：

$\mathrm{Rate}(t,s)=\frac{P_{\mathrm{down}\left(t\right)}}{\underset{{s\∈L}_{\mathrm{up}}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{up}\left(s\right)}}$

式中，L_up为节点的上游支路集，P_up(s)为上游支路s流过的有功功率，s∈L_up；L_down为下游支路集，P_down(t)为下游支路t流过的有功功率，t∈L_down。

4）根据求取的供电路径和输电网络各节点的下游支路对上游支路利用份额，从西电落地节点开始逆着潮流流动方向沿着各供电路径，采用下游支路对上游支路的利用份额的连乘计算西电落地节点对供电路径中各支路的利用份额，计算公式为：

$\mathrm{Rate}(v_e,v_x-v_{x+1})=\underset{t=x}{\overset{m-2}{\mathrm{\Π}}}\mathrm{Rate}(v_{t+1}-v_{t+2},v_t-v_{t+1})\×\mathrm{Rate}(v_m-v_e,v_{m-1}-v_m)$

式中，v_s为给定起始节点，v_e为给定终止节点，v_x表示第w条供电路径中的第x+1个节点，第w条供电路径共有节点m+2个，支路数为m+1条,Rate(v_t+1-v_t+2,v_t-v_t+1)表示下游支路v_t+1-v_t+2对上游支路v_t-v_t+1的利用份额。

5）在考虑功率的基础上计及输电线路长度的影响，求取各西电落地节点对所有输电线路的利用份额与该输电线路流过的功率及输电线路的长度乘积的和，以该计算结果占公共输电网络中各输电线路功率和长度乘积总和的比例为受电省g对公共输电网络利用份额，计算公式为：

${\mathrm{Rate}}^{\′}\left(g\right)=\frac{\underset{V_e\∈\mathrm{VE}}{\mathrm{\Σ}}\underset{L_{\mathrm{ij}}\∈L}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Rate}(v_e,L_{\mathrm{ij}})\×P_{\mathrm{ij}}\×l_{\mathrm{ij}}}{\underset{L_{\mathrm{ij}}\∈L}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{ij}}\×l_{\mathrm{ij}}}$

其中，VE为受电省g的西电落点集合；L为输电线路集合；L_ij表示输电线路ij，L_ij∈L；l_ij为输电线路ij的长度；P_ij为输电线路ij流过的功率；Rate(v_e,L_ij)表示西电落地节点v_e对输电线路L_ij的利用份额。

6）在多个具有权重系数的运行方式下重复前面的计算，对各运行方式下的计算结果采用加权平均的方法得到受电省对共用输电网络的综合利用份额，计算公式为：

$\mathrm{Rate}\left(g\right)=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{Rate}}_i^{\′}\left(g\right)$

其中，ω_i表示第i个运行方式的权重系数；Rate′_i(g)表示第i个运行方式下受电省g对共用输电网络的利用份额。

Claims (6)

1.一种公共输电网络利用份额确定方法，其特征在于包括有如下步骤：

1)基于给定运行方式下的潮流分布情况，利用有向图表示西电东送公共输电网络的拓扑结构，结合有向图的邻接终点矩阵的计算，找出各西电送出节点对各西电落地节点的供电路径；

2)求取输电网络中各节点的下游支路对上游支路的利用份额；

3)从西电落地节点开始逆着潮流流动方向沿着各供电路径，采用下游支路对上游支路的利用份额的连乘计算西电落地节点对供电路径中各支路的利用份额；

4)在考虑功率的基础上计及输电线路长度的影响，计算受电省对公共输电网络的利用份额；

5)基于不同的运行方式计算受电省对公共输电网络的综合利用份额；

上述步骤4)中，找出受电省内所有的西电落地节点集合VE，然后对各西电落地节点对所有输电线路的利用份额与该输电线路流过的功率及输电线路的长度乘积求和，最后以该计算结果占公共输电网络中各输电线路功率和长度乘积总和的比例为受电省g对公共输电网络利用份额，计算公式为：

${\mathrm{Rate}}^{\′}\left(g\right)=\frac{\underset{V_e\∈VE}{\Σ}\underset{L_{ij}\∈L}{\Σ}Rate(v_e,L_{ij})\×P_{ij}\×l_{ij}}{\underset{L_{ij}\∈L}{\Σ}{P}_{ij}\×l_{ij}}$

其中，L为输电线路集合；L_ij表示输电线路ij，L_ij∈L；l_ij为输电线路ij的长度；P_ij为输电线路ij流过的功率；Rate(v_e,L_ij)表示西电落地节点v_e对输电线路L_ij的利用份额。

2.根据权利要求1所述的公共输电网络利用份额确定方法，其特征在于上述步骤1)中，将公共输电网络的拓扑结构用有向图表示，记为G＝(V,E)，并将有向图的邻接终点矩阵用T⁽⁰⁾表示，形式为：

其中，表示节点v_i和v_j之间有向弧的终点，当存在一条有向弧由节点v_i指向节点v_j时，的值为有向弧的终点；当节点v_i和节点v_j不存在有向弧连接关系时为0。

3.根据权利要求1所述的公共输电网络利用份额确定方法，其特征在于上述步骤1)中，从起始节点v_s到终止节点v_e的所有供电路径获取方法为：通过节点集合V逐步消去n-2个节点后求得子集合V_(n-2)＝{v_s,v_e}，并同时计算子集合V_(n-2)对应邻接终点矩阵T^(n-2)，而T^(n-2)中的元素即表示从起始节点v_s到终止节点v_e的所有供电路径，用Path＝[v_s,v₁,v₂，......v_x......,v_e]的形式保存。

4.根据权利要求1所述的公共输电网络利用份额确定方法，其特征在于上述步骤2)中，节点的下游支路对上游支路的利用份额Rate(t,s)计算公式为：

$Rate(t,s)=\frac{P_{down\left(t\right)}}{\underset{s\∈L_{up}}{\Σ}{P}_{up\left(s\right)}}$

其中，P_down(t)为下游支路t的功率；P_up(s)为上游支路s的功率；L_up为节点的上游支路集合，s∈L_up。

5.根据权利要求1所述的公共输电网络利用份额确定方法，其特征在于上述步骤3)中，西电落地节点v_e对供电路径中支路v_x-v_x+1的利用份额Rate(t,v_x-v_x+1)计算公式为：

$Rate(v_e,v_x-v_{x+1})=\underset{t=x}{\overset{m-2}{\Π}}Rate(v_{t+1}-v_{t+2},v_t-v_{t+1})\×Rate(v_m-v_e,v_{m-1}-v_m)$

其中，供电路径用集合[v_s，v₁，v₂，v₃，……v_x……，v_m，v_e]表示，v_e为西电落地节点，v_s为西电送出节点，v_x为供电路径中的第m+1个节点，供电路径共有节点m+2个，支路m+1条，Rate(v_t+1-v_t+2，v_t-v_t+1)表示下游支路v_t+1-v_t+2对上游支路v_t-v_t+1的利用份额。

6.根据权利要求1所述的公共输电网络利用份额确定方法，其特征在于上述步骤5)中，的方法为：基于多个运行方式下的潮流分布情况，根据前面的方法计算各运行方式下受电省对公共输电网络的利用份额，然后结合各运行方式的权重系数，权重系数的取值可依据运行方式的特点和重要性确定，最后以加权平均的方法计算受电省对公共网络的综合利用份额，计算公式为：

Rate(g)＝Σω_iRate′_i(g)

其中，ω_i表示第i个运行方式的权重系数；Rate_i'(g)表示第i个运行方式下受电省g对共用输电网络的利用份额。