[发明专利]一种考虑中枢点贡献度的发电机无功备用补偿方法

权利要求书

1.一种考虑中枢点贡献度的发电机无功备用补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据已知的电网电压分区及中枢点，计算出分区内无功灵敏度矩阵进而得到发电机无功对中枢点的贡献度，将中枢点电压对发电机无功出力的灵敏度作为其贡献度进行计算；

所述步骤1中发电机无功对中枢点的贡献度的求取如下：

2.1)确定P-Q分解的雅可比矩阵，P-Q分解法的修正方程式为：

式中，ΔP，ΔQ，Δδ，ΔU，U分为有功变化量、无功变化量、电压相角变化量、电压变化量、电压；H为有功功率与电压相角有关的雅可比矩阵子矩阵，H_ij＝-U_iU_j(G_ijsinδ_ij-B_ijcosδ_ij)；N为有功功率与电压变化有关的雅可比矩阵子阵，N_ij＝-U_iU_j(G_ijcosδ_ij+B_ijsinδ_ij)；M为无功功率与电压相角变化有关的雅可比矩阵子阵，M_ij＝U_iU_j(G_ijcosδ_ij+B_ijsinδ_ij)；L为无功功率与电压变化有关的雅可比矩阵子阵，L_ij＝-U_iU_j(G_ijsinδ_ij-B_ijcosδ_ij)；G_ij，B_ij是节点导纳矩阵Y_ij＝G_ij+B_ij中的元素，δ_ij是节点i和节点j的相角差；

2.2)对雅可比矩阵进行简化，雅可比矩阵中的对角矩阵N和M很小，因此可以略去，可以化简为：

2.3)电力网络中的元件电抗远大于电阻，G_ij＜＜B_ij；电压相角差较小：

B_ijcosδ_ij≈B_ij

G_ijsinδ_ij＜＜B_ij

则，代入步骤2.2)中雅可比矩阵中可以得到：

即：ΔP/U＝B′UΔδ，ΔQ/U＝B″ΔU

其中，B′为n-1阶，B″为n-m-1阶，其中m为系统中PV节点个数；

2.4)确定中枢点i电压对发电机节点j无功出力的灵敏度，将中枢点电压对发电机无功出力的灵敏度作为其贡献度进行计算，其灵敏度为：

其中，为B″的逆矩阵的非对角元素；

步骤2：将发电机无功成本分为无功容量成本和无功电量成本，每种成本分别由三段超前和滞后无功价格组成，即共六段价格；

步骤3：建立中枢点贡献度发电机无功备用补偿机制模型，该模型以发电机无功出力为优化变量，以无功辅助服务总费用最小为优化目标，考虑发电机有功和无功出力约束以及系统运行约束，求解获得发电机无功出力与备用容量；

所述步骤3中中枢点贡献度发电机无功备用补偿机制模型的调度和出清如下：

发电机根据所述无功电量成本定价、所述无功容量成本定价价格结构进行报价，电网调度机构在考虑各发电机无功报价时考虑该无功机组对中枢节点电压的贡献度对发电机无功报价进行修正：修改后无功电价＝发电机报价*中枢点电压贡献度；电网调度机构预测系统和电压控制区域无功备用需求，按照综合费用最小原则对发电机无功备用进行选择与调度；

所述步骤3中优化目标函数如下：

式中，Z无功分区数量；J_K发电机无功报价函数；J_KC、J_KU分别为无功容量价格函数，无功电量价格函数；N_P发电机无功价格段数；N_K第K个分区内发电机个数；S_i,j,k表示分区k，k∈K内发电机i无功对中枢点j电压的贡献度；发电机i第j段无功容量报价的无功发出容量对应的无功成本函数；发电机i第j段无功容量报价的无功吸收容量对应的无功成本函数；发电机i第j段无功电量报价的无功出力对应的无功成本函数；发电机i第j段无功电量报价的无功吸收功率对应的无功成本函数；ΔT_j第j段报价的运行时间；

步骤4：根据步骤3中所建中枢点贡献度发电机无功备用补偿机制模型，采用粒子群优化算法求解该模型，得到发电机无功出力、无功备用容量。