一种基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法、装置，属于电气工程技术领域。所述追踪方法利用电网终端感知设备对电网每个母线输入输出潮流数据的采集；计算全网单位发电碳排放量，对火电厂产生电量和新能源电厂发电量除以单位发电碳排放量得到各发电单位的碳排放量和等价碳中和量；利用基于潮流分布、输配电线路及设施的损耗以及负荷的位置及大小，通过将碳排放和碳中和贡献均分到每单位用电或损耗功率，利用从发电侧逐点迭代的方法，得到电网全过程的等效碳排放和碳中和贡献。本发明专利技术方法为提高储能及用户新能源消纳提供额外积极性，并为火力发电单位进行低碳改造提供额外积极性，可有效协调新型电力系统建设相关机制实行。相关机制实行。相关机制实行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法、装置


[0001]本专利技术涉及电气工程
，尤其是涉及一种基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法与装置。

技术介绍

[0002]建立碳排放权交易、绿色证书交易等与碳排放和可再生能源利用相关的电力市场机制。在当前可再生能源发电量不能完全满足负荷需求的前提下，迫切需要一种电力系统碳排放和绿色电力流向跟踪方法，以确定碳排放和绿色电力的责任和绿色电力的使用。
[0003]当前缺少绿电追踪相关方法，然而，它可以被认为是上述潮流跟踪方法的子方法。目前关于潮流跟踪的研究方法可以分为两类：一类是基于电网中各部件的参数，而不是基于具体的分配原则。优点是可以准确跟踪有功功率和无功功率耦合的潮流。但是这种方法需要详细准确的电网参数，需要经常更新电网各组成部分的状态；另一种方法是基于分配机制，通过按比例分配网络各部分的功率或电流来进行潮流跟踪。虽然没有完整的理论来支持其正确性，但该方法因其直观、易用且尚未被证明是错误的，所以能够被电力系统的参与者所接受。由于智能设备普及率的提高，这种方法可以更容易、更快地使用，并且可以很容易地移植到我们的工作中。当前的潮流追踪基于简化的网络，少有研究涉及储能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术基于比例均分原则，提出了碳排放及绿电追踪方法，以达成，用能权责分明。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法，包括以下步骤：
[0006](1)将电网中的电气设备视为线路，每个设备的接口视为母线，进行电网拓扑建模；采用以电源为核心的迭代方法找出每个电源可以传输到的母线、负载和线路的输出能量；
[0007](2)通过步骤(1)建立的电网模型得到电网全过程的潮流，并且据此利用比例均分原则和迭代方法得到各电源的辐射范围。
[0008](3)通过步骤(1)建立的电网模型收集储能设备的状态，并根据历史输电量确定各储能设备输出能量的成分；
[0009](4)放电的储能设备视为电厂，再利用步骤(2)得到负荷和线损能量的来源。面向每单位能量消耗对其来源的碳排放和绿电进行求和，完成碳排放及绿电追踪。
[0010]进一步地，以电源为核心的迭代方法具体过程如下：
[0011](a)选择一个电源，生成一个单元素母线集，该母线直接连接到电源，并将其命名为第一集合A。生成一个名为第二集合B的空集，一个名为第三集合C的集合，所述第三集合C包括除第一集合A中的母线外的所有母线。
[0012](b)从第一集合A和第二集合B的并集中找出一条母线，即第一母线，从第三集合C
中找出另一条母线，即第二母线。如果其中两条母线在一条线路的两侧则执行如下步骤：如果第一母线在第一集合A集合中，线路的电源是第一母线到第二母线，则将第二母线加入第一集合A，否则，将第二母线加入第二集合B，并且从第三集合C中删除第二母线。
[0013](c)重复第二步，直到第三集合C变成空集，第一集合中的元素就是包含来自所选电源的功率的母线。将第一集合A重命名为第四集合D。
[0014](d)根据第四集合D中的母线，找出包含来自各电源能源的线路，形成线路集第五集合E；找到负载直接连接到第四集合D中的母线形成第六集合F，并与第四集合D和第五集合F构建一实体集第七集合G。
[0015](e)重复上述步骤，为每个电源构造第七集合G。
[0016]进一步地，所述各电源的辐射范围为每个电源能量能传到的线路和负荷，即电网中各线损和负荷的能量来源。
[0017]所述各电源的辐射范围通过以下步骤得到：
[0018](A)生成一个空的字典，即第九字典I；
[0019](B)选择一个电源，生成一个空集，即第八集合H；再生成两个空字典，分别是第十集合J和第十一集合K；
[0020](C)计算从连接到源的总线输出的功率总和，记为P
out_sum
。如果连接到电源的总线没有向线路输出功率，则电源到线路的输出为0，从电源到负载的有功功率与电源产生的功率相同。否则，从电源到线路和负载的输出功率计算如下：
[0021][0022][0023]其中，P
line_i
和P
load_j
分别是从总线注入到连接到总线的第i条线路和第j个负载的总有功功率；P
gen
是电源的输出有功功率；P
fs_i
和P
fs_j
分别是从源到线路i和负荷j的有功功率。计算每条线路和连接到总线的每个负载，将这些线路添加到第八集合H；
[0024](D)找出线路的其他母线，并生成一个包含它们的集合，根据比例均分原则计算从电源到线路另一侧的功率，记为P
tb_i
。并对添加到字典中，公式如下：
[0025]J[i]＝P
fs_i
‑
P
tb_i
[0026]K[j]＝P
fs_j
[0027]其中，i代指具体线路，j代指具体负荷，第十集合J、第十一集合K为前述空集；
[0028](E)在第十二集合L中的每个母线设置一个虚拟电源，当其与上一批第十二集合L中的某点工位线路i的两头时，得到其有功功率为P
tb_i
；
[0029](F)对每条总线重复步骤(B)～(E)，更新第八集合H、第十集合J、第十一集合K和第十二集合L，直到第五集合E中的所有元素都可以在第八集合H中找到；
[0030](G)对所有源重复上述步骤。并更新第九字典I，得到各电源的辐射范围：
[0031]I[k]＝[J,K][0032]其中，k指代电源。
[0033]进一步地，所述步骤(3)包括以下子步骤：
[0034](3.1)对于每个电网中的储能设备，当其充电时将其视为负荷，反之视为电源，其输出能量所对应的碳排放速率和绿电输出功率由其内部包含的能源比例和内部的能源损耗通过比例均分原则计算确定；
[0035](3.2)在充电过程中，计算储能设施中来自分别火电和新能源的能量；
[0036](3.3)在放电过程中，通过对电网中所有可再生能源发电厂和所有火力发电厂的储存电力求和，计算得到储能设备放出的能量中来自火电和新能源。
[0037]进一步地，所述能源比例和内部的能源损耗的计算公式如下：
[0038][0039]其中，和分别来自P
(1)
和P
(2)
存储能量损失后剩余的功率。
[0040]进一步地，所述步骤(3.2)的计算公式如下：
[0041][0042][0043]其中W
r
和W
f
分别来自可再生发电厂和火力发电厂的储存电力；P
r
和P
f
分别是可再生能源发电厂和火力发电厂注入储能的有功功率。
[0044]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将电网中的电气设备视为线路，每个设备的接口视为母线，进行电网拓扑建模；采用以电源为核心的迭代方法找出每个电源可以传输到的母线、负载和线路的输出能量；(2)通过步骤(1)建立的电网模型得到电网全过程的潮流，并且据此利用比例均分原则和迭代方法得到各电源的辐射范围。(3)通过步骤(1)建立的电网模型收集储能设备的状态，并根据历史输电量确定各储能设备输出能量的成分；(4)将放电的储能设备视为电厂，再利用步骤(2)得到负荷和线损能量的来源。面向每单位能量消耗对其来源的碳排放和绿电进行求和，完成碳排放及绿电追踪。2.根据权利要求1所述基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法，其特征在于，以电源为核心的迭代方法具体过程如下：(a)选择一个电源，生成一个单元素母线集，该母线直接连接到电源，并将其命名为第一集合A。生成一个名为第二集合B的空集，一个名为第三集合C的集合，所述第三集合C包括除第一集合A中的母线外的所有母线。(b)从第一集合A和第二集合B的并集中找出一条母线，即第一母线，从第三集合C中找出另一条母线，即第二母线。如果其中两条母线在一条线路的两侧则执行如下步骤：如果第一母线在第一集合A集合中，线路的电源是第一母线到第二母线，则将第二母线加入第一集合A，否则，将第二母线加入第二集合B，并且从第三集合C中删除第二母线。(c)重复第二步，直到第三集合C变成空集，第一集合中的元素就是包含来自所选电源的功率的母线。将第一集合A重命名为第四集合D。(d)根据第四集合D中的母线，找出包含来自各电源能源的线路，形成线路集第五集合E；找到负载直接连接到第四集合D中的母线形成第六集合F，并与第四集合D和第五集合F构建一实体集第七集合G。(e)重复上述步骤，为每个电源构造第七集合G。3.根据权利要求1所述的基于比例均分原则的碳排放及绿电追踪方法，其特征在于，所述各电源的辐射范围为每个电源能量能传到的线路和负荷，即电网中各线损和负荷的能量来源。所述各电源的辐射范围通过以下步骤得到：(A)生成一个空的字典，即第九字典I；(B)选择一个电源，生成一个空集，即第八集合H；再生成两个空字典，分别是第十集合J和第十一集合K；(C)计算从连接到源的总线输出的功率总和，记为P
out_sum
。如果连接到电源的总线没有向线路输出功率，则电源到线路的输出为0，从电源到负载的有功功率与电源产生的功率相同。否则，从电源到线路和负载的输出功率计算如下：同。否则，从电源到线路和负载的输出功率计算如下：
其中，P
line_i
和P
load_j
分别是从总线注入到连接到总线的第i条线路和第j个负载的总有功功率；P
gen
是电源的输出有功功率；P
fs_i
和P
fs_j
分别是从源到线路i和负荷j的有功功率。计算每条线路和连接到总线的每个负载，将这些线路添加到第八集合H；(D)找出线路的其他母线，并生成一个包含它们的集合，根据比例均分原则计算从电源到线路另一侧的功率，记为P
tb_i
。并对添加到字典中，公式如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁丹，杨鹏，吴君，翁华，郭雨涵，唐人，王勃，朱维骏，何勇玲，梅林珏昊，李知艺，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：