CN104362618B - 交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力工程领域，提供了交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法，其根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗，并以此获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量，实现了对交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取，该策动分量从全变量角度反映了电源激励的全变量行为特征，符合电路规律，且反映了交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性。

Description

交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法

技术领域

本发明属于电力工程领域，尤其涉及一种交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法。

背景技术

目前，需要在预先获取各个电源对交流电力网中各节点的有效值电压(即节点均方电压的平方根)的定量影响的前提下，才能对交流电力网的电压稳定、电能质量及运行经济性实现最优调整和控制。

现有的各电源对交流电力网中各节点的有效值电压的定量影响是通过节点有效值电压对各电源激励的灵敏度表征的。一方面，这种灵敏度表征只对交流电力网运行点附近的电源激励的增量有效，不能反映电源激励的全变量行为特征。另一方面，交流电力网理论中的灵敏度都是基于丢掉参考节点(参考节点是人为指定的节点电压相位被设置为零的一个节点)的节点功率平衡方程进行获取的，所获取的结果不仅使所有节点的有效值电压对参考节点的电源激励的灵敏度恒为零(也就是说不满足电路规律)，而且由于交流电力网的电源和负载都采用功率等值，所以导致不能反映电源和负载分别在交流电力网中固有的策动特性和被策动特性的物理本质。

因此，上述现有的各电源对交流电力网中各节点的有效值电压的定量影响的表征方法存在不能反映电源激励的全变量行为特征、违背电路规律且不能反映交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法，旨在解决现有的各电源对交流电力网中各节点的有效值电压的定量影响的表征方法所存在的不能反映电源激励的全变量行为特征、违背电路规律且不能反映交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性的问题。

本发明是这样实现的，交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法，其包括以下步骤：

根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗；

根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压；

根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量。

在本发明中，通过根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗，再根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，最后根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量，从而实现了对交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取，该策动分量从全变量角度反映了电源激励的全变量行为特征，符合电路规律，且反映了交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性，进而解决了现有的各电源对交流电力网中各节点的有效值电压的定量影响的表征方法所存在的不能反映电源激励的全变量行为特征、违背电路规律且不能反映交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的交流电力网通用模型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法，其包括以下步骤：

根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗；

根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压；

根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量。

在本发明实施例中，通过根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗，再根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，最后根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量，从而实现了对交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取，该策动分量从全变量角度反映了电源激励的全变量行为特征，符合电路规律，且反映了交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性，进而解决了现有的各电源对交流电力网中各节点的有效值电压的定量影响的表征方法所存在的不能反映电源激励的全变量行为特征、违背电路规律且不能反映交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性的问题。

图1示出了本发明实施例提供的交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S1中，根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗。

步骤S1具体为：

根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗，按照如下算式组计算交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗：

其中，如图2所示，i1是与电源相连的交流电力网的节点的编号，i1是自然数且i1＝1，2…，m，m是已知的交流电力网的电源的总数，m是自然数；是与节点i1连接的电源的等值复数电势，是已知的交流电力网的潮流解中所给出的节点i1的复数电压，是已知的与节点i1连接的电源的内阻抗，是已知的交流电力网的潮流解所给出的与节点i1连接的电源的复数电流；i2是与负载相连的交流电力网的节点的编号，i2是自然数且i2＝m+1，m+2…，n，n是已知的交流电力网中节点的总数，n是自然数；是与节点i2连接的负载的等值复数阻抗，是已知的交流电力网的潮流解所给出的节点i2的复数电压，是已知的交流电力网的潮流解所给出的与节点i2连接的负载的复数电流。

在步骤S2中，根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压。

步骤S2具体为：

根据从步骤S1中得到的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗，按照如下算式组计算交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压：

其中，如图2所示，k是交流电力网中的节点的编号，k是自然数且k＝1，2…，n，n是已知的交流电力网中节点的总数，n是自然数；i是与电源连接的交流电力网的节点的编号，i是自然数且i＝1，2…，m，m是已知的交流电力网的电源的总数，m是自然数；是节点k在与节点i连接的电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，是与节点i连接的电源的等值复数电势，是维数为n的交流电力网的阻抗列向量，是节点k的复数电压关于与节点i连接的电源的等值复数电势的函数关系式；i1是与电源连接的交流电力网的节点的编号，i1是自然数且i1＝1，2…，m；是已知的与节点i1连接的电源的内阻抗，i2是与负载相连的交流电力网的节点的编号，i2是自然数且i2＝m+1，m+2…，n；是与节点i2连接的负载的等值复数阻抗。

对于上述算式组，其是运用了电路规律常识中的叠加原理对交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压实现获取。

在步骤S3中，根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量。

步骤S3具体为：

根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压和合作博弈理论中的Shapley定理，按照如下算式计算交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量：

其中，如图2所示，k是交流电力网中的节点的编号，k是自然数且k＝1，2…，n，n是已知的交流电力网中节点的总数，n是自然数；i和h是与电源连接的交流电力网的节点的编号，i和h是自然数且i和h＝1，2…，m，m是已知的交流电力网的电源的总数，m是自然数；是节点k在与节点i连接的电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，是节点k在与节点h连接的电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，是节点k的均方电压中所包含的与节点i连接的电源的策动分量。

综上可知，由于各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗分别涉及了电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性，并按电路规律得到上述的计算方式，因此，交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量从全变量角度(而非增量角度)反映了电源激励的全变量行为特征，符合电路规律，且反映了交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性。

在本发明实施例中，通过根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗，再根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，最后根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量，从而实现了对交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取，该策动分量从全变量角度反映了电源激励的全变量行为特征，符合电路规律，且反映了交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性，进而解决了现有的各电源对交流电力网中各节点的有效值电压的定量影响的表征方法所存在的不能反映电源激励的全变量行为特征、违背电路规律且不能反映交流电力网中电源固有的策动特性和负载固有的被策动特性的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法，其特征在于，所述交流电力网中节点均方电压的策动分量的获取方法包括以下步骤：

根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗；

根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压；

根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量；

所述根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗获取交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗的步骤具体为：

根据已知的交流电力网的潮流解和交流电力网的电源的内阻抗，按照如下算式组计算交流电力网的各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗：

${\stackrel{\‾}{E}}_{i1}={\stackrel{\‾}{V}}_{i1}+{\stackrel{\‾}{Z}}_{i1}{\stackrel{\‾}{I}}_{i1}$

${\stackrel{\‾}{Z}}_{i2}=\frac{{\stackrel{\‾}{V}}_{i2}}{{\stackrel{\‾}{I}}_{i2}}$

其中，i1是与电源相连的交流电力网的节点的编号，i1是自然数且i1＝1,2…,m，m是已知的交流电力网的电源的总数，m是自然数；是与节点i1连接的电源的等值复数电势，是已知的交流电力网的潮流解中所给出的节点i1的复数电压，是已知的与节点i1连接的电源的内阻抗，是已知的交流电力网的潮流解所给出的与节点i1连接的电源的复数电流；i2是与负载相连的交流电力网的节点的编号，i2是自然数且i2＝m+1,m+2…,n，n是已知的交流电力网中节点的总数，n是自然数；是与节点i2连接的负载的等值复数阻抗，是已知的交流电力网的潮流解所给出的节点i2的复数电压，是已知的交流电力网的潮流解所给出的与节点i2连接的负载的复数电流；

所述根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗获取交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压的步骤具体为：

根据各个电源的等值复数电势和各个负载的等值复数阻抗，按照如下算式组计算交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压：

${\stackrel{\‾}{V}}_{k,i}={\stackrel{\‾}{V}}_{k,i}(\stackrel{\‾}{Z},{\stackrel{\‾}{E}}_i)$

$\stackrel{\‾}{Z}={\[{\stackrel{\‾}{Z}}_1...{\stackrel{\‾}{Z}}_{i1}...{\stackrel{\‾}{Z}}_m{\stackrel{\‾}{Z}}_{m+1}...{\stackrel{\‾}{Z}}_{i2}...{\stackrel{\‾}{Z}}_n\]}^T$

其中，k是交流电力网中的节点的编号，k是自然数且k＝1,2…,n，n是已知的交流电力网中节点的总数，n是自然数；i是与电源连接的交流电力网的节点的编号，i是自然数且i＝1,2…,m，m是已知的交流电力网的电源的总数，m是自然数；是节点k在与节点i连接的电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，是与节点i连接的电源的等值复数电势，是维数为n的交流电力网的阻抗列向量，是节点k的复数电压关于与节点i连接的电源的等值复数电势的函数关系式；i1是与电源连接的交流电力网的节点的编号，i1是自然数且i1＝1,2…,m；是已知的与节点i1连接的电源的内阻抗，i2是与负载相连的交流电力网的节点的编号，i2是自然数且i2＝m+1,m+2…,n；是与节点i2连接的负载的等值复数阻抗；

所述根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压获取交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量的步骤具体为：

根据交流电力网中各节点在各个电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压和合作博弈理论中的Shapley定理，按照如下算式计算交流电力网中各节点的均方电压中所包含的各个电源的策动分量：

$V_{k,i}^2=\left({\stackrel{\‾}{V}}_{k,i}\right)\·\left(\underset{h=1}{\overset{m}{\Σ}}{\stackrel{\‾}{V}}_{k,h}\right)$

其中，k是交流电力网中的节点的编号，k是自然数且k＝1,2…,n，n是已知的交流电力网中节点的总数，n是自然数；i和h是与电源连接的交流电力网的节点的编号，i和h是自然数且i和h＝1,2…,m，m是已知的交流电力网的电源的总数，m是自然数；是节点k在与节点i连接的电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，是节点k在与节点h连接的电源单独激励交流电力网时所产生的响应复数电压，是节点k的均方电压中所包含的与节点i连接的电源的策动分量。