一种基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法，包括步骤如下：S1，获取电网潮流数据，提取分析不同电源的运行工况；S2，构建电网电源碳排放模型，分析不同运行工况下电源碳排放情况，对电源碳排放进行量化计算；S3，对电网潮流数据进行分析，利用有向图理论分析电网源流路径链，构建电网源流集合；S4，基于电气剖分方法对各链路依次进行电气剖分，获取剖分后线路潮流数据；S5，根据步骤S2构建的电网电源碳排放模型，计算各链路上的碳排放值，实现对线路碳排放的追踪。本发明专利技术通过构建电源碳排放模型，分析不同运行工况下电源碳排放情况，对电网碳足迹进行动态追踪、展示，为电网调控提供辅助支撑。供辅助支撑。供辅助支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法


[0001]本专利技术涉及电网碳足迹追踪方法，尤其涉及一种基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法。

技术介绍

[0002]电力行业需要减少对煤炭资源的利用，增加新能源接入消纳。调度机构需要变革电力调度方式，采用低碳导向的电力调度模式。当前调度过程主要追求运行裕度和响应速度，快速维持电网功率平衡，提高电网稳定水平。而在“双碳”背景下，如何定量分析电力行业的碳排放情况，在碳约束下进行电网调控具有重要意义。在电厂碳排放量化分析上，美国、欧盟较早开展温室气体减排工作，国际上有3种较为成熟的碳排放核算方法：排放因子法、物料守恒法、在线监测法，但上述方法只是大致的对火电厂碳排放量进行监测，缺乏对火电厂、燃气电厂等机组在不同运行工况下的碳排放量的精准量化计算。在碳足迹追踪方法上，目前在工业、建筑行业开展了一些研究，电网结构庞大、运行工况复杂，缺乏对电网碳足迹追踪的研究。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种实现对电网碳流分布情况、不同电源碳流去向、不同区域碳排放情况等进行动态追踪的基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法。
[0004]技术方案：本专利技术的电网碳足迹追踪方法，包括步骤如下：
[0005]S1，获取电网潮流数据，提取分析不同电源的运行工况；
[0006]S2，构建电网电源碳排放模型，分析不同运行工况下电源碳排放情况，对电源碳排放进行量化计算；
[0007]S3，对电网潮流数据进行分析，利用有向图理论分析电网源流路径链，构建电网源流集合；
[0008]S4，基于电气剖分方法对各链路依次进行电气剖分，获取剖分后线路潮流数据，求解网络源流流动路径电气剖分基本单元的电气剖分关系；
[0009]S5，根据步骤S2构建的电网电源碳排放模型，计算各链路上的碳排放值，实现对线路碳排放的追踪。
[0010]进一步，所述步骤S1中，获取的电网潮流数据包括拓扑结构、拓扑间连接关系、节点电压U、节点相角负荷节点有功P
L
、发电节点有功P
G
、负荷节点无功Q
L
、发电节点无功Q
G
，线路ij首端流通有功功率P
ij
、线路ij首端流通无功功率Q
ij
，线路ij末端流通有功功率P
ji
、线路ij末端无功功率Q
ji
、线路ij电阻R
ij
、线路ij电抗X
ij
和线路ij容纳B
ij
。
[0011]进一步，获取的电网潮流数据是采集周期为15分钟的潮流断面数据。
[0012]进一步，所述步骤S2中，采用两点法确定供电煤耗—负载特性曲线，构建电网电源碳排放模型C：
[0013][0014][0015]其中，K
c
为煤碳转换系数；b
g0
为机组THA工况负荷P0下的供电煤耗，即参考供电煤耗；t＝0.245，b＝0.988，P
c
为上网负荷，ξ
e
为某一负荷下厂用电率，β0为某一负荷P下的比负荷，μ0为某一负荷P下的比供电煤耗，e为自然常数，取值2.71828；ξ
e0
为机组THA负荷下厂用电率计算，K为与机组负荷P相关系数。
[0016]进一步，所述步骤S3中，利用有向图理论对电网拓扑进行分析，与原始有向图G对应的顶点全集合V的邻接终点矩阵记为R
(0)
，作集合V的n
‑
1个子集V
i
,i＝1,2,
…
,n
‑
1，各子集元素个数为n
‑
i；各子集满足关系且集合V有相应的一个n
‑
i 阶方阵由R
(i)
＝R
(i
‑
1)
R
(0)
递推得到；递推过程遵守运算规则如下：
[0017]若V
i
‑1‑
V
i
＝{v
l
}，即第i次从V
i
‑1中去掉一个节点v
l
得到V
i
，则有：
[0018][0019]其中，“∨”表示条件“或”，满足结合律、交换率以及2种运算间的分配率；对矩阵中的“0”元素，运算规则如下：
[0020][0021]“*”表示母线节点的相连运算，代表母线节点序列，满足结合律，但不满足交换率；在元素从r
i1
*
…
*r
im
中，如果某个母线节点重复出现，则该元素值为0；
[0022]矩阵R
(i)
中，若则表示从v
j
,v
k
的所有路径链。
[0023]进一步，所述步骤S4中，电气剖分原则为：电气剖分后形成的所有剖分子网络具有支路/节点关联关系，各自的状态遵循基尔霍夫电流和电压定律、欧姆定律，剖分后的网络有拓扑、参数、状态和能量；
[0024]根据电气剖分原则，将剖分结果通过网络等值的方式获取接有多输电进线、多输电出线以及含有直接注入源、直接汲出流的交流支路—节点联合体的电气剖分关系。
[0025]进一步，所述步骤S4中，选取某一条路径链的首段支路的潮流送端节点开始，依次逐步进行电气剖分，直到链的末端支路的潮流受端节点为止；在有向图中，利用邻接终点矩阵R的运算，得出从任意发电机G
*
到所求任意负荷L
*
的所有路径链r。
[0026]本专利技术与现有技术相比，其显著效果如下：1、本专利技术通过构建电源碳排放模型，分析不同运行工况下电源碳排放情况，对电网碳流分布情况、不同电源碳流去向、不同区域碳排放情况等进行动态追踪、展示，方便调度人员直观掌握电网碳排放态势，为电网调控提供
辅助支撑；2、基于有向图理论和电气剖分方法，提供了一种基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的总流程示意图；
[0028]图2为本专利技术的单一支路带两个受端节点流图；
[0029]图3为图1的剖分结果示意图；
[0030]图4为本专利技术的包含移相变压器的交流支路和节点联合电路图；
[0031]图5为本专利技术的节点流的剖分示意图；
[0032]图6为本专利技术的节点源的剖分示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述。
[0034]如图1所示为本专利技术的总流程图，本专利技术首先获取电网潮流数据，通过对数据进行分析，得到了不同电源的运行工况模型；接着构建电网电源碳排放模型，分析不同运行工况下电源碳排放情况，对不同运行工况下的碳排放进行量化计算，从而得以建立碳排放与上网负载关系式；然后基于有向图理论和电气剖分方法对各链路进行分析，构建电力网络源流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法，其特征在于，包括步骤如下：S1，获取电网潮流数据，提取分析不同电源的运行工况；S2，构建电网电源碳排放模型，分析不同运行工况下电源碳排放情况，对电源碳排放进行量化计算；S3，对电网潮流数据进行分析，利用有向图理论分析电网源流路径链，构建电网源流集合；S4，基于电气剖分方法对各链路依次进行电气剖分，获取剖分后线路潮流数据，求解网络源流流动路径电气剖分基本单元的电气剖分关系；S5，根据步骤S2构建的电网电源碳排放模型，计算各链路上的碳排放值，实现对线路碳排放的追踪。2.根据权利要求1所述的基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取的电网潮流数据包括拓扑结构、拓扑间连接关系、节点电压U、节点相角负荷节点有功P
L
、发电节点有功P
G
、负荷节点无功Q
L
、发电节点无功Q
G
，线路ij首端流通有功功率P
ij
、线路ij首端流通无功功率Q
ij
，线路ij末端流通有功功率P
ji
、线路ij末端无功功率Q
ji
、线路ij电阻R
ij
、线路ij电抗X
ij
和线路ij容纳B
ij
。3.根据权利要求2所述的基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法，其特征在于，获取的电网潮流数据是采集周期为15分钟的潮流断面数据。4.根据权利要求1所述的基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用两点法确定供电煤耗—负载特性曲线，构建电网电源碳排放模型C：S2中，采用两点法确定供电煤耗—负载特性曲线，构建电网电源碳排放模型C：其中，K
c
为煤碳转换系数；b
g0
为机组THA工况负荷P0下的供电煤耗，即参考供电煤耗；t＝0.245，b＝0.988，P
c
为上网负荷，ξ
e
为某一负荷下厂用电率，β0为某一负荷P下的比负荷，μ0为某一负荷P下的比供电煤耗，e为自然常数，取值2.71828；ξ
e0
为机组THA负荷下厂用电率计算，K为与机组负荷P相关系数。5.根据权利要求1所述的基于电气剖分的电网碳足迹追踪方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盼盼，汤奕，董宸，
申请(专利权)人：南京东博智慧能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：