一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法及装置，包括基于负荷侧损耗主责和网侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向；采用Petri网模型进行建模分析，追踪电力系统整个过程中的碳排放强度和流动方向；建立基于着色Petri网的电力碳足迹模型，根据不同的电力碳足迹核算模型类别和建立的Petri网架构，计算获取电力系统中蕴含的碳排放含量；本发明专利技术基于负荷侧损耗主责和基于网侧损耗主责两个类型，提升碳足迹精细管理，Petri网作为一种网状信息流模型，可合理解释资源和流程之间的关系，因此建立电力系统，发电、输电、配电、用电全过程的Petri网，能很好描述电能从产生到传输最后到使用的整个生命周期的动态流动过程。最后到使用的整个生命周期的动态流动过程。最后到使用的整个生命周期的动态流动过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法及装置，属于电力 系统调度自动化


技术介绍

[0002]近年来，化石能源的高消耗导致二氧化碳(carbon dioxide，CO2)排放量 也持续增多，随之而来的是一系列的自然环境和生态气候问题，给人类的生存 和发展不断带来挑战，及时关注二氧化碳大量排放带来的不利影响，并且提前 采取应对措施控制CO2的排放具有重大现实意义。
[0003]碳达峰指碳排放达到最高点，之后逐步回落；碳中和指零碳排放，即人为排 放的温室气体和林业碳汇、碳捕捉、自然碳循环等手段吸收的温室气体达到平 衡，而准确的碳排放核算可以量化碳排放的具体情况，掌握不同因素对碳排放 的影响情况，助力实现碳中和目标。
[0004]目前，碳足迹(Carbon Footprint,CF)作为核算碳排放量的重要手段，是 研究碳排放的热门内容。CF在工程学、环境科学生态学、科学技术其他主题、 能源燃料、计算机科学和商业经济学等公共领域广泛使用，是一种应对气候变 化的专业术语。现已成为衡量室气体排放的常用方法和重要工具，应用潜力巨 大。碳足迹对于衡量区域的碳排放量具有极强的适用性。电力行业如煤炭发电、 水力发电等应用碳足迹以分析碳排放也越来越多。通过追踪电力系统，在发电 燃烧化石能源的过程中产生的碳排放，到输电、配电、用电全过程的碳排放流， 评估整个电力从生产到用这一全生命周期过程的碳排放足迹，构建碳流动的整 个网络模型，称为电力系统碳足迹，用来描述碳排放量在整个电力系统中的转 移和分摊。
[0005]然而现在还缺少一种有效的方法，用来追踪电能从产生到传输最后到使用 的整个生命周期的碳足迹动态流动过程。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于着色Petri网的电 力碳足迹计算方法及装置，用于追踪电能从产生到传输最后到使用的整个生命 周期的碳足迹动态流动过程。
[0007]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法，包 括：
[0009]基于负荷侧损耗主责和网侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向；
[0010]采用Petri网模型进行建模分析，追踪电力系统整个过程中的碳排放强度 和流动方向；
[0011]建立基于着色Petri网的电力碳足迹模型，根据不同的电力碳足迹核算模 型类别和建立的Petri网架构，计算获取电力系统中蕴含的碳排放含量。
[0012]进一步的，所述基于负荷侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向，包括：
[0013]采用IPCC方法，利用碳排放系数求取在发电过程中因化石燃料产生的碳排 放；其中，
[0014]若是清洁能源发电则不产生碳排放量，电能在传输中产生的损耗及变电站 站内损耗产生的碳排放均由负荷侧承担，此时根据负荷侧用电量的占比来承担 碳排放数量。
[0015]进一步的，所述基于网侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向，包括：
[0016]采用IPCC方法，利用碳排放系数求取在发电过程中因化石燃料产生的碳排 放；其中，
[0017]若是清洁能源发电则不产生碳排放量，电能在传输中产生的损耗及变电站 站内损耗产生的碳排放均由网侧承担，首先计算电能传输过程中产生的线损及 碳排放量，然后计算变电站输入侧去除传输线损后一个或多个输入的电能总量， 再计算变电站的站内损耗及碳排放量，最后计算变电站输出总量，并求取变电 站一个或多个输出电能中的碳排放占比。
[0018]进一步的，所述采用IPCC方法，利用碳排放系数求取在发电过程中因化石燃 料产生的碳排放，公式如下：E
i
＝W
i
F
w,i
，其中E
i
表示某种化石燃料产生的碳排放 量，W
i
表示化石能源燃烧质量，F
w
表示对应燃料的碳排放因子。
[0019]进一步的，所述采用Petri网模型进行建模分析，追踪电力系统整个过程 中的碳排放强度和流动方向，包括：
[0020]建立着色Petri网的六元组表达式PN＝(P,T,F,C
s
,C,M0)，
[0021]其中,P＝{p1,p2,...,p
m
}表示库所集，T＝{t1,t2,...,t
n
}表示变迁集，F表示有向弧 合集，M0:P
→
{0,1,2,....}表示初始标记，C
s
表示颜色合集，C:P∪T
→
C
s
表示颜色 函数；
[0022]采用关联矩阵分析方法，利用关联矩阵与模型间的一一对应关系，建立电 力系统网架的Petri模型。
[0023]进一步的，所述建立基于着色Petri网的电力碳足迹模型，根据不同的电 力碳足迹核算模型类别和建立的Petri网架构，计算获取电力系统中蕴含的碳 排放含量，包括：
[0024]利用Petri网的四个基本单元，建立电力系统网架着色Petri模型；
[0025]根据建立的电力系统网架着色Petri模型，求取每条输电线路碳排放量和 碳足迹，计算负荷侧应承担的碳排放量。
[0026]进一步的，所述基于着色Petri网的电力碳足迹模型中，着色Petri网用 令牌表示对象,用令牌的颜色来区分对象的类型，对电力系统的数据结构进行建 模时,使用ML语言对颜色集进行定义,并用颜色集与电力系统的数据结构建立对 应的关系。
[0027]第二方面，本专利技术提供一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算装置，包括：
[0028]电力系统碳排放管理单元，用于基于负荷侧损耗主责和网侧损耗主责评估 碳排放程度和流动方向；
[0029]分析单元，用于采用Petri网模型进行建模分析，追踪电力系统整个过程 中的碳排放强度和流动方向；
[0030]计算单元，用于建立基于着色Petri网的电力碳足迹模型，根据不同的电 力碳足迹核算模型类别和建立的Petri网架构，计算获取电力系统中蕴含的碳 排放含量。
[0031]第三方面，本专利技术提供一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算装置，包括 处理
器及存储介质；
[0032]所述存储介质用于存储指令；
[0033]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的 步骤。
[0034]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序， 其特征在于：该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0035]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0036]本专利技术提供一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法及装置，基于负荷 侧损耗主责和基于网侧损耗主责两个类型，提升碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法，其特征在于，包括：基于负荷侧损耗主责和网侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向；采用Petri网模型进行建模分析，追踪电力系统整个过程中的碳排放强度和流动方向；建立基于着色Petri网的电力碳足迹模型，根据不同的电力碳足迹核算模型类别和建立的Petri网架构，计算获取电力系统中蕴含的碳排放含量。2.根据权利要求1所述的基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法，其特征在于：所述基于负荷侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向，包括：采用IPCC方法，利用碳排放系数求取在发电过程中因化石燃料产生的碳排放；其中，若是清洁能源发电则不产生碳排放量，电能在传输中产生的损耗及变电站站内损耗产生的碳排放均由负荷侧承担，此时根据负荷侧用电量的占比来承担碳排放数量。3.根据权利要求1所述的基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法，其特征在于：所述基于网侧损耗主责评估碳排放程度和流动方向，包括：采用IPCC方法，利用碳排放系数求取在发电过程中因化石燃料产生的碳排放；其中，若是清洁能源发电则不产生碳排放量，电能在传输中产生的损耗及变电站站内损耗产生的碳排放均由网侧承担，首先计算电能传输过程中产生的线损及碳排放量，然后计算变电站输入侧去除传输线损后一个或多个输入的电能总量，再计算变电站的站内损耗及碳排放量，最后计算变电站输出总量，并求取变电站一个或多个输出电能中的碳排放占比。4.根据权利要求3所述的基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法，其特征在于：所述采用IPCC方法，利用碳排放系数求取在发电过程中因化石燃料产生的碳排放，公式如下：E
i
＝W
i
F
w,i
，其中E
i
表示某种化石燃料产生的碳排放量，W
i
表示化石能源燃烧质量，F
w
表示对应燃料的碳排放因子。5.根据权利要求1所述的基于着色Petri网的电力碳足迹计算方法，其特征在于：所述采用Petri网模型进行建模分析，追踪电力系统整个过程中的碳排放强度和流动方向，包括：建立着色Petri网的六元组表达式PN＝(P,T,F,C
s
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘劲松，王函韵，吴静，钱啸，刘思革，谭琛，沈伟奇，余秋霞，王涛，王守琴，曹宇，张亚静，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司国网浙江省电力有限公司湖州供电公司北京科东电力控制系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：