基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法技术方案

本发明专利技术涉及电力系统碳排放流分析技术领域，特别涉及基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法：包括区域碳流计算和区域碳硫关联分析，所述区域碳流计算包括区域等值网络和区域碳排放流指标；所述区域碳硫关联分析包括碳流分布的特性与分布因子和区域碳排放流的分布机理；本发明专利技术并以西部某省为例，计算区域碳排放流，其结果可为区域间低碳电力调度、新能源发电定容选址提供一定的参考依据，并讨论了该省大力发展绿色电力对区域碳减排的重要作用。的重要作用。的重要作用。

【技术实现步骤摘要】
基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法


[0001]本专利技术涉及电力系统碳排放流分析
，特别涉及基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法。

技术介绍

[0002][0003]电力行业现有碳排放计算以宏观数据统计为主，根据消耗的化石燃料量进行计算，具有计算简便，数据直观，结果可靠的优点。但是，需求刺激生产，忽略碳排放实际是由电力消费引起的而将碳排放量全部归算到发电侧，这显然是不合理的。电力系统碳排放流理论将碳排放耦合到电力系统潮流中，形成碳排放的虚拟网络流，反映了碳排放在空间中的转移，将实际在发电侧产生的碳排放依附于电力潮流看做是在消费侧(负荷侧)进行排放。现有技术利用“电力系统功率分布因子”的概念，进行了碳排放流分布特性与分布因子的研究，将电力系统各节点碳排放量与实际机组碳排放量联系起来，发现了电力系统碳排放流形成机理。现有技术利用潮流追踪法对电力系统网损所对应的碳排放进行了合理分摊，明晰了消费侧碳排放来源组成，为碳配额的分配和计算提供了一定的依据。现有技术提出了一种考虑相关变量的基于概率潮流的复杂多目标模型。该模型有助于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：区域碳流计算(1)区域等值网络；在进行区域碳排放流计算时需借助电力潮流量，在一个区域中，其电力系统的结构往往是复杂的，发电技术不同，其碳排放特性也不同，每个区域的发电结构和用电结构都有所区别，不利于分析区域间碳排放流；为此利用等值网络的思想，将区域中的电力系统进行等效，以便分析区域碳排放流；(2)区域碳排放流指标；有了等值网络，还需定义一些碳排放流指标用于定量描述区域碳排放流：步骤2：区域碳硫关联分析(1)碳流分布的特性与分布因子；区域碳流的分布很大程度上取决于发电区域的潮流流向目标区域的路径和方式，为清晰的描述碳流分布特性及潮流外送区域与碳流分布的关联情况，需定义两个与碳流分析相关的分布因子：(2)区域碳排放流的分布机理。2.根据权利要求1所述的基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法，其特征在于：在区域等值网络中，区域中的电力系统等效为一个节点，如果区域中有发电厂，所有发电机组等效为一个机组，所有负荷等效为一个负荷，等效机组的碳排放强度为平均碳排放强度。3.根据权利要求2所述的基于电力系统碳排放流理论的区域碳排放流分析方法，其特征在于，所述区域碳排放流指标包括：(1)区域碳流量碳流量是描述碳排放流最基本的物理量，以表征区域碳排放流的大小，用符号F表示；在一个区域中，碳流量依托电力系统潮流量来表征，在区域等值网络中，既存在与支路潮流对应的支路碳流量，也存在与等值机组输出、用户负荷对应的节点碳流量；碳流量的单位与碳排放量相同，一般为tCO2或kgCO2，碳流量在数值上等于在给定时间内为生产和维持区域中发电机、区域间潮流供应用户负荷或者区域网损而在发电环节所产生的碳排放量；(2)区域碳流率碳流率定义为单位时间内的碳流量，相当于“流速”的概念，用符号R表示；在区域中，既存在与区域之间潮流对应的碳流率，也存在与区域中发电机输出、用户负荷对应的碳流率，在数值上等于支路碳流量对时间的导数；区域碳流率的单位一般为(tCO2/h或kgCO2/s)，区域碳流量是区域碳流率在给定时间内的积分值；(3)区域碳流密度区域电力系统碳排放流依附于电力潮流存在，潮流分为有功潮流和无功潮流，由于电力系统中的能耗和碳排放主要与电源的有功出力相关，虽然系统无功分布会对有功损耗有一定影响，间接对系统碳排放流的分布产生影响，但有功无动潮流分部确定后，碳流分布也将确定，故区域碳流主要受区域中电力系统有功潮流的影响；
因此，区域碳排放与电力系统有功潮流直接相关，定义区域碳流密度为区域碳流率R与有功潮流P的比值，以符号ρ表示，定义式为根据区域碳流量与区域碳流密度定义，可以得到区域碳流密度与发电侧碳排放强度的单位相同，一般为kgCO2/(kW
·
h)；碳流流出区域碳流密度等于区域中发电机组的碳排放强度，碳流流入区域碳流密度等于区域中单位电量消耗所造成的发电侧的碳排放值，具有明确的物理意义；由于区域碳流率与有功潮流描述的均为瞬时值，因此区域碳流密度在系统中随着潮流的变化而时变，为了描述方便，可定义给定时段内的区域平均碳流密度定义式为区域平均碳流密度的单位与区域碳流密度相同，与区域碳流密度相比，区域平均碳流密度由累计量计算获得，即一段时间内的碳流量F与该区域的电量G的比值；(4)区域碳势区域碳流密度用于描述区域间潮流与碳流的关系，对于区域中碳流和潮流的关系，通过区域碳势的概念来描述，以符号e
N
表示，区域B的碳势定义式为式中：为与区域B相连的其他区域潮流流入区域B的所有区域的集合；为流入区域B的第i条支路的有功功率；ρ
i
为流入区域B的第i条支路的碳流密度；为区域B中第i个机组的输出功率；E
i
为区域B中第i个机组的碳排放强度；在计算区域碳势时，考虑到区域中发电机组的存在，可将机组输入功率等效为支路输入功率，统一以P
i
表示；R
i
为流入区域B的第i条支路的碳流率(包括所有机组注入碳流率)；区域碳势与区域碳流密度具有相同的单位，一般为kgCO2/(kW
·
h)，如果该区域有发电机组，发电机组的发电量可看做流入该区的潮流量，其产生的碳排放也可看做流入该区域的碳排放流；接下来分析区域碳势与其相邻区域间碳流密度的关系，若有潮流注入和流出该区域的区域集合分别为和从第i条支路注入区域B和从第j条支路流出区域B的有功潮流分别为P
i
和P
j
设流出潮流的支路j中含有流入潮流中支路i的分量为P
j,i
，根据比例共享原则，在流出区域的任何一条支路的潮流中都包含所有流入节点支路的分量，并且满足
设从支路流入区域B的有功潮流的碳流密度为ρ
i
，则第j条...

【专利技术属性】
技术研发人员：张自强，刘宁，李策，王华，杨蓉，申富泰，赵麟翔，寇小霞，贾二飞，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：