一种特高压交流电网节点输电价的计算方法及装置

摘要

本发明公开了一种特高压交流电网节点输电价的计算方法及装置，方法包括：采集包含多个电网节点的目标电网中各支路的潮流值及各电网节点的总功率值；基于潮流值及所述总功率值，获得目标电网的顺流分配矩阵；利用目标电网的顺流分配矩阵，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值；依据潮流贡献值，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例；基于分摊比例，获得目标电网中各个电网节点的总输电费；利用目标电网中各个电网节点的总输电费及节点电量，获得目标电网中各个电网节点的输电价。

说明书

技术领域

本发明涉及电价计算技术领域，特别涉及一种特高压交流电网节点输电价的计算方法及装置。

背景技术

目前，在地区间的能源战略结构调整中，特高压输电成为能源紧缺地区能源供应的主要方案。

在特高压输电线路中，每条特高压交流线路的总输电费，按该线路向其各子电网输送的电量或功率、各子电网销售电量等参数比例分摊到各个子电网，各个子电网的输电费再除以该子电网从特高压输电线路所接收的电量，即该子电网的输电价。

目前已经投运的特高压交流线路还未成网，输电价为一线一价，但并没有针对特高压交流电网中各电网节点输电价的计算方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种特高压交流电网节点输电价的计算方法及装置，用以解决现有技术中无法计算特高压交流电网中各电网节点输电价的技术问题。

本发明提供了一种特高压交流电网节点输电价的计算方法，包括：

采集目标电网中各支路的潮流值及各电网节点的总功率值，所述目标电网中包括多个电网节点；

基于所述潮流值及所述总功率值，获得所述目标电网的顺流分配矩阵；

利用所述目标电网的顺流分配矩阵，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值；

依据所述潮流贡献值，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例；

基于所述分摊比例，获得所述目标电网中各个电网节点的总输电费；

利用所述目标电网中各个电网节点的总输电费及节点电量，获得所述目标电网中各个电网节点的输电价。

上述方法，优选的，还包括：

获得所述目标电网中电网节点的总输电费的总和；

利用所述目标电网中电网节点的总输电费的总和及节点电量的总和，计算所述目标电网中电网节点的平均输电价。

上述方法，优选的，所述基于所述潮流值及所述总功率值，获得所述目标电网的顺流分配矩阵，包括：

利用及获得所述目标电网的顺流分配矩阵；

其中，L_i-为所述目标电网中电网节点i的入线集，P_ij为所述目标电网中支路ij的潮流值，支路ij的首节点为i，支路ij的末节点为j，P_i为所述目标电网中电网节点i的总功率值，P_j为所述目标电网中电网节点j的总功率值，P_Gi为所述目标电网节点i的电源功率值，i为大于或等于1且小于等n的正整数，n为所述目标电网中电网节点的个数，[A_d]_ij为所述目标电网支路ij的顺流分配矩阵。

上述方法，优选的，利用所述目标电网的顺流分配矩阵，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值，包括：

利用获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值；

其中，[A_d^-1]_ij为所述目标电网支路ij的顺流分配矩阵的转置，P_k为电网节点k的总功率值，P_ij,k为所述目标电网中电网节点k对各个支路ij的潮流贡献值。

上述方法，优选的，依据所述潮流贡献值，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例，包括：

利用及C_ij,k＝0(k＝i)，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例；

其中，C_ij,k为所述目标电网中电网节点k对支路ij的输电费的分摊比例。

上述方法，优选的，基于所述分摊比例，获得所述目标电网中各个电网节点的总输电费，包括：

利用获得所述目标电网中各个电网节点的总输电费；

其中，F_ij为所述目标电网中支路ij的输电费，F_k为所述目标电网中电网节点k的总输电费。

本发明还提供了一种特高压交流电网节点输电价的计算装置，包括：

功率值采集单元，用于采集目标电网中各支路的潮流值及各电网节点的总功率值，所述目标电网中包括多个电网节点；

分配矩阵获得单元，用于基于所述潮流值及所述总功率值，获得所述目标电网的顺流分配矩阵；

潮流贡献获得单元，用于利用所述目标电网的顺流分配矩阵，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值；

分摊比例获得单元，用于依据所述潮流贡献值，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例；

输电费获得单元，用于基于所述分摊比例，获得所述目标电网中各个电网节点的总输电费；

目标输电价获得单元，用于利用所述目标电网中各个电网节点的总输电费及节点电量，获得所述目标电网中各个电网节点的输电价。

上述装置，优选的，还包括：

平均输电价计算单元，用于获得所述目标电网中电网节点的总输电费的总和，利用所述目标电网中电网节点的总输电费的总和及节点电量的总和，计算所述目标电网中电网节点的平均输电价。

上述装置，优选的，所述分配矩阵获得单元具体用于：利用 及获得所述目标电网的顺流分配矩阵；

其中，L_i-为所述目标电网中电网节点i的入线集，P_ij为所述目标电网中支路ij的潮流值，支路ij的首节点为i，支路ij的末节点为j，P_i为所述目标电网中电网节点i的总功率值，P_j为所述目标电网中电网节点j的总功率值，P_Gi为所述目标电网节点i的电源功率值，i为大于或等于1且小于等n的正整数，n为所述目标电网中电网节点的个数，[A_d]_ij为所述目标电网支路ij的顺流分配矩阵。

上述装置，优选的，所述潮流贡献获得单元具体用于：利用 获取所述目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值；

其中，[A_d^-1]_ij为所述目标电网支路ij的顺流分配矩阵的转置，P_k为电网节点k的总功率值，P_ij,k为所述目标电网中电网节点k对支路ij的潮流贡献值。

上述装置，优选的，所述分摊比例获得单元具体用于：利用及C_ij,k＝0(k＝i)，获得所述目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例；

其中，C_ij,k为所述目标电网中电网节点k对支路ij的输电费的分摊比例。

上述装置，优选的，所述输电费获得单元具体用于：利用获得所述目标电网中各个电网节点的总输电费；

其中，F_ij为所述目标电网中支路ij的输电费，F_k为所述目标电网中电网节点k的总输电费。

由上述方案可知，本发明提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算方法及装置，通过对电网的顺流分配矩阵进行计算，进而获得电网中各节点对各个支路的潮流贡献值，进而获得各节点对各个支路的输电费的分摊比例，由此，利用分摊比例进一步的获得电网中各个节点的总输电费，再利用各节点的节点电量计算得到各节点的输电价，实现本发明目的。区别于现有技术中一线一价的输电价设定方案中，只按照用户负荷或用电量的多少来分担，不考虑输电距离的远近，也不考虑分担比例的区别，使得输电价水平没有差别，导致所设定的输电价不准确的情况，本发明中将电网各节点对各支路的潮流贡献以及对各支路的输电费的分摊比例考虑到节点的输电价的计算中，所得到的各节点的输电价的准确性明显提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为特高压交流电网的节点拓扑图；

图2及图3分别为本发明实施例提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算方法的流程图；

图4及图5分别为本发明实施例提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为特高压交流电网的输电线路图，特高压交流电网由多个电网组成，如全国特高压交流电网由多个省级电网组成，每个电网中均有多个电网节点，这里的电网节点是指电网中多条支路的汇集点。电网中的每条支路，是指电网中能通过同一电流的每个分支。

已经投运的特高压交流线路即将成网，而输电价却仍为一线一价，也就是说，每条特高压交流线路的总输电费，按该线路向各个电网输送的电量或功率、各个电网销售电量等参数比例分摊到各个电网，各个电网所承担的输电费再除以本电网从特高压所接受的电量，即为输电价。这种计算输电价的方案中，不管输电距离的远近，也不考虑所输送功率注入点和流出点的位置，只按用户负荷或用电量的多少来分担，造成输电价的计算不准确。而且，一条特高压交流线路对于它输电的各个电网，输电价水平没有差别，就无法向各个电网直观反映输电的经济性，同时，各条线路分别制定输电价，没有考 虑电网整体对电力资源的优化配置的效果。

针对以上缺陷，本发明综合考虑特高压交流电网对电网中各节点潮流贡献等参数对电网中输电价进行计算，以此来提高输电价计算的准确性。

图2所示，为本发明实施例一提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算方法的流程图，适用于对图1中各个电网中的电网节点的输电价的计算，针对图1中所示的某个电网作为目标电网，具体的，本实施例中的方法可以包括以下步骤：

S201：采集目标电网中各支路的潮流值及各电网节点的总功率值。

其中的潮流值可以理解为目标电网中各支路的有功电流值。

S202：基于潮流值及总功率值，获得目标电网的顺流分配矩阵。

本发明实施例获得顺流分配矩阵，具体为：

利用及通过计算来获得目标电网的顺流分配矩阵。

其中，L_i-为目标电网中电网节点i的入线集，P_ij为目标电网中支路ij的潮流值，支路ij的首节点为i，支路ij的末节点为j，P_i为目标电网中电网节点i的总功率值，P_j为目标电网中电网节点j的总功率值，P_Gi为所述目标电网节点i的电源功率值，i为大于或等于1且小于等n的正整数，n为目标电网中电网节点的个数，[A_d]_ij为目标电网支路ij的顺流分配矩阵。

S203：利用目标电网的顺流分配矩阵，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值。

目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值是指，该支路潮流中各个电网节点所引起的有功量。潮流贡献值是基于顺流分配矩阵确定的，具体为：

利用获得目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值。

其中，[A_d^-1]_ij为目标电网支路ij的顺流分配矩阵的转置，P_k为电网节点k的总功率值，P_ij,k为目标电网中电网节点k对支路ij的潮流贡献值。

S204：依据潮流贡献值，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例。

本发明实施例中可以采用顺流追踪法进行计算。需要特别说明的是，支路始端的电网节点并没有在使用支路的输电功能。例如，一条支路AB上的潮流从A节点流向B节点，并且A和B两端均连接下网用户，谁使用付费，而在A端的用户在此时刻并没有使用支路的输电功能，因此A端用户可以不承担线路输电费用，需要对线路始端(即该线路潮流流出端)的用户分摊费用比例进行调整。调整的方案可以为：当用户L的节点k与线路ij的首节点i相同时，则令该节点在此支路的分摊费用比例为0，该节点在输电的潮流总和扣除在k节点的潮流后作为计算分摊费用比例的分母，据此，本发明实施例利用以下公式计算输电费的分摊比例：

利用及C_ij,k＝0(k＝i)，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例，其中的C_ij,k为目标电网中电网节点k对支路ij的输电费的分摊比例。

也就是说，本发明实施例中，支路首节点的分摊比例为0，其他节点的分摊比例按照上述公式计算获得。

S205：基于分摊比例，获得目标电网中各个电网节点的总输电费。

目标电网中各电网节点分摊的支路输电费是按照该电网节点的用户对支路的潮流贡献比例确定的，具体为：

利用获得目标电网中各个电网节点的总输电费；

其中，F_ij为目标电网中支路ij的输电费，F_k为目标电网中电网节点k的总输电费。

S206：利用目标电网中各个电网节点的总输电费及节点电量，获得目标电网中各个电网节点的输电价。

具体的，本发明实施例中利用T_k＝F_k/Q_k获得各个电网节点的输电价，其中的Q_k为目标电网中电网节点k的的节点电量，则T_k为目标电网中电网节点k的输电价。

由上述方案可知，本发明实施例一提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算方法，通过对电网的顺流分配矩阵进行计算，进而获得电网中各节 点对各个支路的潮流贡献值，进而获得各节点对各个支路的输电费的分摊比例，由此，利用分摊比例进一步的获得电网中各个节点的总输电费，再利用各节点的节点电量计算得到各节点的输电价，实现本实施例目的。区别于现有技术中一线一价的输电价设定方案中，只按照用户负荷或用电量的多少来分担，不考虑输电距离的远近，也不考虑分担比例的区别，使得输电价水平没有差别，导致所设定的输电价不准确的情况，本实施例中将电网各节点对各支路的潮流贡献以及对各支路的输电费的分摊比例考虑到节点的输电价的计算中，所得到的输电价的准确性明显提高。

图2为对整个特高压交流电网中某一个电网的每个电网节点的输电价的计算方案，而对于图1中的每个电网的每个电网节点的输电价均可以按照图2中所示方案实现，而在特殊情况下，通常需要对每个电网的销售电价进行统一制定，因此，需要对目标电网的电网节点的平均输电价进行统一核定。图3所示，为对图1所示的目标电网的电网节点的平均输电价的计算方案，具体为：

S301：获得目标电网中各个电网节点的总输电费的总和。

其中，本发明实施例中可以采用图2所示的方案，来获得图1所示的每个目标电网中各个电网节点的总输电费的总和。

S302：利用目标电网中电网节点的总输电费的总和及节点电量的总和，计算目标电网中电网节点的平均输电价。

具体的，本发明实施例可以采用以下方式获得电网中每个目标电网中各个电网节点的平均输电价：

利用获得目标电网的各个电网节点的平均输电价，为目标电网中电网节点的总输电费的总和，为目标电网中电网节点的节点电量的总和，其中的T’_k为输电价统一核定时所计算得到的目标电网的平均输电价，A为整个电网接入特高压交流输电网的目标电网中电网节点的集合。

需要说明的是，图1所示的每个电网的平均输电价均可以利用图2及图3中所示的方案实现。

例如，对于某一个国家而言，大多数省级或州级电网内的销售电价是一致的，并且省级或州级电网的输配电价也是统一核定，此时，可以采用本实 施例中图2及图3所示的方案对省级或州级的输电价进行计算，以统一省内或州内的输电价。

图4所示，为本发明实施例二提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算装置，本装置可以包括以下单元，实现对图1中所示的电网中各个电网节点的输电价的计算：

功率值采集单元401，用于采集目标电网中各支路的潮流值及各电网节点的总功率值。

其中的潮流值可以理解为目标电网中各支路的有功电流值。

分配矩阵获得单元402，用于基于潮流值及所述总功率值，获得目标电网的顺流分配矩阵。

本发明实施例中，分配矩阵获得单元402获得顺流分配矩阵，具体为：

利用及通过计算来获得目标电网的顺流分配矩阵。

其中，L_i-为目标电网中电网节点i的入线集，P_ij为目标电网中支路ij的潮流值，支路ij的首节点为i，支路ij的末节点为j，P_i为目标电网中电网节点i的总功率值，P_j为目标电网中电网节点j的总功率值，P_Gi为所述目标电网节点i的电源功率值，i为大于或等于1且小于等n的正整数，n为目标电网中电网节点的个数，[A_d]_ij为目标电网支路ij的顺流分配矩阵。

潮流贡献获得单元403，用于利用目标电网的顺流分配矩阵，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值。

目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值是指，该支路潮流中各个电网节点所引起的有功量。潮流贡献值是基于顺流分配矩阵确定的，潮流贡献获得单元403获得潮流贡献值具体为：

利用获得目标电网中各个电网节点对各个支路的潮流贡献值。

其中，[A_d^-1]_ij为目标电网支路ij的顺流分配矩阵的转置，P_k为电网节点k的总功率值，P_ij,k为目标电网中电网节点k对支路ij的潮流贡献值。

分摊比例获得单元404，用于依据潮流贡献值，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例。

本发明实施例中可以采用顺流追踪法进行计算。需要特别说明的是，支路始端的电网节点并没有在使用支路的输电功能。例如，一条支路AB上的潮流从A节点流向B节点，并且A和B两端均连接下网用户，谁使用付费，而在A端的用户在此时刻并没有使用支路的输电功能，因此A端用户可以不承担线路输电费用，需要对线路始端(即该线路潮流流出端)的用户分摊费用比例进行调整。调整的方案可以为：当用户L的节点k与线路ij的首节点i相同时，则令该节点在此支路的分摊费用比例为0，该节点在输电的潮流总和扣除在k节点的潮流后作为计算分摊费用比例的分母，据此，分摊比例获得单元404利用以下公式计算输电费的分摊比例：

利用及C_ij,k＝0(k＝i)，获得目标电网中各个电网节点对各个支路的输电费的分摊比例，其中的C_ij,k为目标电网中电网节点k对支路ij的输电费的分摊比例。

也就是说，本发明实施例中，支路首节点的分摊比例为0，其他节点的分摊比例按照上述公式计算获得。

输电费获得单元405，用于基于所述分摊比例，获得所述目标电网中各个电网节点的总输电费。

目标电网中各电网节点分摊的支路输电费是按照该电网节点的用户对支路的潮流贡献比例确定的，输电费获得单元405获得总输电费，具体通过以下方式实现：

利用获得目标电网中各个电网节点的总输电费；

其中，F_ij为目标电网中支路ij的输电费，F_k为目标电网中电网节点k的总输电费。

目标输电价获得单元406，用于利用所述目标电网中各个电网节点的总输电费及节点电量，获得所述目标电网中各个电网节点的输电价。

目标输电价获得单元406可以利用T_k＝F_k/Q_k获得各个电网节点的输电价，其中的Q_k为目标电网中电网节点k的的节点电量，则T_k为目标电网中电网节点k的输电价。

由上述方案可知，本发明实施例二提供的一种特高压交流电网节点输电价的计算装置，通过对电网的顺流分配矩阵进行计算，进而获得电网中各节点对各个支路的潮流贡献值，进而获得各节点对各个支路的输电费的分摊比例，由此，利用分摊比例进一步的获得电网中各个节点的总输电费，再利用各节点的节点电量计算得到各节点的输电价，实现本实施例目的。区别于现有技术中一线一价的输电价设定方案中，只按照用户负荷或用电量的多少来分担，不考虑输电距离的远近，也不考虑分担比例的区别，使得输电价水平没有差别，导致所设定的输电价不准确的情况，本实施例中将电网各节点对各支路的潮流贡献以及对各支路的输电费的分摊比例考虑到节点的输电价的计算中，所得到的输电价的准确性明显提高。

图5所示，为对图1所示的整个特高压交流电网中某个目标电网的各个电网节点进行输电价的统一核定的输电价计算装置，基于这一装置还可以包括：

平均输电价计算单元407，用于获得目标电网中各个电网节点的总输电费的总和，利用目标电网中电网节点的总输电费的总和及节点电量的总和，计算目标电网中电网节点的平均输电价。

具体的，平均输电价计算单元407在计算特高压交流电网中目标电网的各个电网节点的平均输电价时，可以通过以下方式实现：

利用获得目标电网的电网节点的平均输电价，为目标电网中电网节点的总输电费的总和，为目标电网中电网节点的节点电量的总和，其中的T’_k为输电价统一核定时所计算得到的目标电网的平均输电价，A为整个电网接入特高压交流输电网的目标电网中电网节点的集合。

而图1中每个电网的平均输电价都可以利用图5中的装置获得。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件(例如处理器)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备或处理器等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。