一种电力系统碳排放流计算方法技术方案

一种电力系统碳排放流计算方法，属于电力系统碳排放技术领域，首先，相对潮流分析而言，碳流计算是建立在潮流计算的基础上进行的，所有会对潮流分布产生影响的因素同样会对碳硫产生影响。其次，针对现有的计算方法进行了适应性的改进使其可以用来进行有损网络的碳流计算。最终，基于改进的有损网络的碳流计算模型，增加对电网碳排放总量计算的应用，构建了电网网损碳排放的计算模型，计算电力系统中各个支路及节点的碳排放；本发明专利技术实现为电力系统碳排放流的精准计算与分摊，广泛开发低碳电力、发展低碳技术以及提高碳排放计算精度。发展低碳技术以及提高碳排放计算精度。发展低碳技术以及提高碳排放计算精度。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统碳排放流计算方法


[0001]本专利技术属于电力系统碳排放
，特别是涉及到一种电力系统碳排放流计算方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机与气候变化问题的日益突出，世界各国逐步形成了发展清洁可再生能源、减少化石燃料过度消耗、实现低碳可持续发展的重要共识。与此同时，各行各业尤其是电力行业低碳电力领域，对电力行业碳排放量的计算是基础性工作，广泛开发低碳电力、发展低碳技术以及提高碳排放预测精度，为可持续发展提供基础。
[0003]目前，电力系统碳排放计算主要有宏观统计法和碳流分析法。其中，宏观统计法从宏观数据出发，根据能源消耗总量进行统计，具有计算简单、使用方便等优点。现有技术未将电力系统碳排放责任从发电侧扩展至负荷侧和线路侧或未考虑有功网损对碳流分布的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种电力系统碳排放流计算方法，以电力市场和碳市场的交互机制参数为基础，建立碳排放流理论的指标体系，针对现有的计算方法进行了适应性的改进使其可以用来进行有损网络的碳流计算。其次，基于改进的有损网络的碳流计算模型，增加对电网碳排放总量计算的应用，构建了电网网损碳排放的计算模型，最终计算电力系统中各个支路的碳排放。
[0005]一种电力系统碳排放流计算方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
[0006]步骤一、建立电力系统潮流计算模型，n个节点电力系统的潮流模型方程为，
[0007][0008]式中，P
i
为节点有功功率，n为网络节点数，Q
i
为节点无功功率，为节点电压，为节点导纳，为节点电压相量。
[0009]步骤二、采用牛顿
‑
拉夫逊法对所述步骤一建立的潮流模型方程进行计算，获得各支路传输有功功率及各支路损耗功率；
[0010]各支路传输有功功率P
ij
为
[0011]P
ij
＝U
i
U
j
(G
ij
cosδ
ij
+B
ij
sinδ
ij
)
[0012]式中，G
ij
+B
ij
为节点导纳矩阵，电压相角δ
i1
。
[0013]各支路损耗功率为
[0014][0015]式中，为有功功率，为无功功率，为节点电压，R为电阻，j为虚部单位，X为电抗。
[0016]步骤三、引入负荷从发电机汲取的功率，支路从发电机汲取的功率，以及发电机承担的网损功率，获得发电功率在节点负荷、支路功率以及网络损耗中的分布；
[0017]步骤四、根据所述步骤一至步骤三获得的电潮流分布获得电力系统碳排放强度，以及碳排放流率；所述电力系统碳排放强度E
N
为，设第i台发电机组的碳排放强度为e
ni
[0018]E
N
＝[e
n1 e
n2 e
nn
]T
[0019]所述碳排放流率包括各节点负荷碳排放率，支路发电机碳排放率，以及网络损耗碳排放率；
[0020]节点m负荷所需承担的机组i的碳排放率R
m，i
为
[0021]R
m，i
＝P
im，Li
E
N
[0022]式中，P
im，Li
为节点m负荷丛节点i负荷等效吸取的功率。
[0023]第k个节点的发电机对支路i
‑
j传输碳排放率R
k，i
为
[0024]P
k，i
＝P
ij，Gi
E
N
[0025]式中，P
ij，Gi
为接入节点i的发电机对支路等效功率。
[0026]第k个节点的发电机承担对支路i
‑
j的网损功率的碳排放率R
kj，i
为
[0027][0028]式中，为接入节点i发电机的等效损失功率。
[0029]所述步骤三中，负荷从发电机汲取的功率P
im，Li
为
[0030][0031]式中，P
im
为各个发电机对该节点的输入功率，P
m
为节点m流过的功率，为节点碳势。
[0032]式中，P
ji
为线路功率，P
j
为节点j注入功率。
[0033]所述步骤三支路从发电机汲取的功率为，第k个节点，发电机对支路k
‑
j传输功率的贡献
[0034]式中，P
kj
为支路k
‑
j传输功率，P
Gi
为支路G
‑
i传输功率，为e
i
的转置，e
i
为n*1的列向量。
[0035]所述步骤三发电机承担的网损功率为，
[0036][0037]式中，为支路k
‑
j功率的损耗。
[0038]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：一种电力系统碳排放流计算
方法，以改进的有损网络的碳流计算模型，增加对电网碳排放总量计算的应用，构建了电网网损碳排放的计算模型，最终计算电力系统中各个支路的碳排放；实现为电力系统碳排放流的精准计算与分摊，广泛开发低碳电力、发展低碳技术以及提高碳排放计算精度。
附图说明
[0039]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明：
[0040]图1为本专利技术一种电力系统碳排放流计算方法流程示意图。
具体实施方式
[0041]一种电力系统碳排放流计算方法，如图1所示，包括以下步骤，
[0042]步骤一、建立电力系统潮流计算模型
[0043]用节点导纳矩阵表示的网络方程式为：
[0044][0045]其展开式为：
[0046][0047]式中：为节点注入电流相量；为节点电压相量；Y为节点导纳矩阵；n为网络节点数。
[0048]其中，节点电流用节点功率和电压可表示为：
[0049][0050]对于n个节点的网络，可列写2n个方程，把节点功率P
i
＝P
Gi
‑
P
Li
和Q
i
＝Q
Gi
‑
Q
Li
引入网络方程，每个节点的注入功率是该节点的电源输入功率P
Gi
、Q
Gi
和负荷需求功率P
Li
,Q
Li
的代数和。这样，n个节点电力系统的潮流方程的一般形式是
[0051][0052]步骤二、使用牛顿
‑
拉夫逊法对潮流计算
[0053]将节点功率方程(4)改写成极坐标下的方程，得到：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统碳排放流计算方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，步骤一、建立电力系统潮流计算模型，n个节点电力系统的潮流模型方程为，式中，P
i
为节点有功功率，n为网络节点数，Q
i
为节点无功功率，为节点电压，为节点导纳，为节点电压相量；步骤二、采用牛顿
‑
拉夫逊法对所述步骤一建立的潮流模型方程进行计算，获得各支路传输有功功率及各支路损耗功率；各支路传输有功功率P
ij
为P
ij
＝U
i
U
j
(G
ij
cosδ
ij
+B
ij
sinδ
ij
)式中，G
ij
+B
ij
为节点导纳矩阵，电压相角δ
i1
；各支路损耗功率为式中，为有功功率，为无功功率，为节点电压，R为电阻，j为虚部单位，X为电抗；步骤三、引入负荷从发电机汲取的功率，支路从发电机汲取的功率，以及发电机承担的网损功率，获得发电功率在节点负荷、支路功率以及网络损耗中的分布；步骤四、根据所述步骤一至步骤三获得的电潮流分布获得电力系统碳排放强度，以及碳排放流率；所述电力系统碳排放强度E
N
为，设第i台发电机组的碳排放强度为e
ni
E
N
＝[e
n1 e
n2 e
nn
]
T
所述碳排放流率包括各节点负荷碳排放率，支路发电机碳排放率，以及网络损耗碳排放率；节点m负荷所需承担的机组i的碳排放率R
m，i
为R
m,i
＝P

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，李德鑫，纪秀，安银平，董洪达，冷俊，王佳蕊，刘畅，张海锋，庄冠群，王伟，吴迪，张家郡，孟祥东，张懿夫，高松，郭仲起，
申请(专利权)人：长春工程学院国网吉林省电力有限公司电力科学研究院大唐向阳风电有限公司，
类型：发明
国别省市：