一种绿色电力交易追踪溯源方法、系统、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术提供一种绿色电力交易追踪溯源方法、系统、电子设备及介质，属于电力市场领域，方法包括：根据各类发电机全生命周期的总发电量及各阶段的碳排放数据确定各类发电机单位发电量的碳排放强度；根据电力系统的拓扑结构及绿电交易信息确定绿电交易虚拟网络和等值网络；根据等值网络中的节点数据建立节点导纳矩阵，并根据碳排放强度，通过基本电路理论推导对用户侧潮流和碳排放进行追踪溯源，得到等值电碳时空分布数据；基于绿电交易虚拟网络及绿电交易信息，根据碳排放强度确定绿电交易电碳时空分布数据；进而得到等效电碳时空分布数据，以确定用户参与绿电双边交易后的等效碳排放差异。从物理层面区分了不同用户绿色电力交易实际的碳减排差异。易实际的碳减排差异。易实际的碳减排差异。

【技术实现步骤摘要】
一种绿色电力交易追踪溯源方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及电力市场领域，特别是涉及一种考虑电网拓扑的绿色电力交易追踪溯源方法、系统、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]为加快实现碳中和，碳达峰目标，大力发展风电、光伏等可再生能源。为促进可再生能源市场化消纳，各地区积极组织开展绿电交易、绿证交易等市场化交易，能够充分体现可再生能源的环境价值，保障风电、光伏等新能源企业的效益。同时，用户侧为绿电消费支付环境价值，获得碳减排效益。
[0003]绿电交易是新能源企业和用电企业直接签订交易合同，通过金融性质的购买行为实现绿电消费。但不同时间不同节点的用户绿电消费碳减排效益不尽相同，因为电力传输需要遵循电网的物理约束。需要研究用户电力消费追踪和碳溯源机制，建立用户绿色电力消费与相应碳减排量的映射关系和量化方法。目前用户侧碳排放的核算是通过电网固定碳排放因子，无法实现从发电侧到用电侧的传递，不具有时空特性。通过研究电碳时空模型构建机制，能够揭示绿电时空特性分布规律以及电力碳排放强度计算机理。
[0004]发电侧碳排放核算方面，仅考虑发电环节中化石燃料燃烧过程，风电、光伏等可再生能源虽然在发电环节几乎不产生碳排放，但是从全生命周期角度来看，在发电设备生产、运输和电厂建设等环节的环境影响不容忽视。需要采用全生命周期理论评估发电技术及电力产品的碳排放，为下游企业用电碳排放核算提供数据支撑，积极推动企业开展减碳工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种绿色电力交易追踪溯源方法、系统、电子设备及介质，可对用户绿电消费进行追踪溯源，从物理层面区分不同用户绿色电力交易实际的碳减排差异，提高碳减排差异的准确度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种绿色电力交易追踪溯源方法，包括：
[0008]获取绿电交易信息、电力系统中各类发电机全生命周期的总发电量及各阶段的碳排放数据；发电机分为风力发电机、火力发电机及光伏发电机；
[0009]针对任一类发电机，根据对应类型的发电机全生命周期的总发电量及各阶段的碳排放数据，确定对应类型的发电机单位发电量的碳排放强度；
[0010]根据电力系统的拓扑结构及绿电交易信息，确定绿电交易虚拟网络和等值网络；所述绿电交易虚拟网络及所述等值网络中均包括多个发电机节点及多个负荷节点；
[0011]根据所述等值网络中的节点数据建立节点导纳矩阵，并基于所述节点导纳矩阵，根据各类型发电机单位发电量的碳排放强度，通过基本电路理论推导对用户侧潮流和碳排放进行追踪溯源，以得到等值电碳时空分布数据；
[0012]基于所述绿电交易虚拟网络及所述绿电交易信息，根据风力发电机和光伏发电机
单位发电量的碳排放强度，确定绿电交易电碳时空分布数据；
[0013]根据所述等值电碳时空分布数据及所述绿电交易电碳时空分布数据，得到考虑绿电交易的等效电碳时空分布数据，以确定不同时间不同节点用户参与绿电双边交易后的等效碳排放差异。
[0014]可选地，所述碳排放数据包括每种物料的碳排放因子、每种能源的碳排放因子、每种物料在对应阶段的消耗量及每种能源在对应阶段的消耗量；
[0015]采用以下公式，计算第n类发电机单位发电量的碳排放强度：
[0016][0017]其中，C
n
为第n类发电机单位发电量的碳排放强度，M
ij
为物料/能源i在j阶段的消耗量，E
i
为物料i的碳排放因子，M'
kj
为能源k在j阶段的消耗量，E'
k
为能源k的碳排放因子，Q
n
为第n类发电机全生命周期的总发电量。
[0018]可选地，所述绿电交易虚拟网络中还包括虚拟绿电交易直供线路；所述绿电交易虚拟网络中的发电机节点为虚拟绿电交易合约发电机节点，所述绿电交易虚拟网络中的负荷节点为虚拟绿电交易合约负荷节点；虚拟绿电交易合约发电机节点通过虚拟绿电交易直供线路与虚拟绿电交易合约负荷节点连接；
[0019]所述等值网络中的发电机节点为等值发电机节点，所述等值网络中的负荷节点为等值负荷节点；所述等值发电机节点和等值负荷节点为未参与绿电交易的发电机和负荷。
[0020]可选地，基于所述节点导纳矩阵，根据各类型发电机单位发电量的碳排放强度，对用户侧潮流和碳排放进行追踪溯源，以得到等值电碳时空分布数据，具体包括：
[0021]针对任一时刻，获取对应时刻等值网络中各发电机节点的注入电流、各发电机节点的节点电压、各发电机节点的注入复功率、各负荷节点的注入电流及、负荷节点的节点电压及各负荷节点的注入复功率；
[0022]基于节点导纳矩阵，根据所述等值网络中对应时刻各发电机节点的注入电流、各发电机节点的节点电压、各负荷节点的注入电流及各负荷节点的节点电压，确定节点电压与注入电流的关系方程；
[0023]根据节点电压与注入电流的关系方程，确定负荷电流与发电机电流之间的关系方程；
[0024]根据各发电机节点的注入电流、各发电机节点的节点电压、各发电机节点的注入复功率、各负荷节点的注入电流、各负荷节点的节点电压、各负荷节点的注入复功率及各类型发电机单位发电量的碳排放强度，确定电流、功率和碳排放之间的关联关系；
[0025]应用电路理论的方法，根据负荷电流与发电机电流之间的关系方程及电流、功率和碳排放之间的关联关系，确定发电机对负荷的功率贡献矩阵；
[0026]根据发电机对负荷的功率贡献矩阵，建立负荷与发电机的复功率关系方程；
[0027]根据负荷与发电机的复功率关系方程，确定负荷与发电机的碳排放关系方程；
[0028]基于负荷与发电机的碳排放关系方程，确定对应时刻负荷的用电碳排放向量，以得到对应时刻的潮流和碳排放空间分布数据；
[0029]根据多个时刻的潮流和碳排放空间分布数据，确定等值电碳时空分布数据。
[0030]可选地，节点电压与注入电流的关系方程为：
[0031][0032]其中，I
G
为发电机节点的注入电流向量，I
L
为负荷节点的注入电流向量，V
G
为发电机节点的节点电压向量，V
L
为负荷节点的节点电压向量，Y
GG
为发电机节点的输入导纳，Y
GL
为发电机节点至负荷节点的转移导纳，Y
LG
为负荷节点至发电机节点的转移导纳，Y
LL
为负荷节点的输入导纳。
[0033]可选地，采用以下公式，确定电流、功率和碳排放之间的关联关系：
[0034][0035]其中，E
G
为发电机的发电碳排放向量，C
G
为发电机碳排放强度向量，包括各类型发电机单位发电量的碳排放强度，S
G
为注入发电机的复功率向量，V
G
为发电机节点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色电力交易追踪溯源方法，其特征在于，所述绿色电力交易追踪溯源方法包括：获取绿电交易信息、电力系统中各类发电机全生命周期的总发电量及各阶段的碳排放数据；发电机分为风力发电机、火力发电机及光伏发电机；针对任一类发电机，根据对应类型的发电机全生命周期的总发电量及各阶段的碳排放数据，确定对应类型的发电机单位发电量的碳排放强度；根据电力系统的拓扑结构及绿电交易信息，确定绿电交易虚拟网络和等值网络；所述绿电交易虚拟网络及所述等值网络中均包括多个发电机节点及多个负荷节点；根据所述等值网络中的节点数据建立节点导纳矩阵，并基于所述节点导纳矩阵，根据各类型发电机单位发电量的碳排放强度，通过基本电路理论推导对用户侧潮流和碳排放进行追踪溯源，以得到等值电碳时空分布数据；基于所述绿电交易虚拟网络及所述绿电交易信息，根据风力发电机和光伏发电机单位发电量的碳排放强度，确定绿电交易电碳时空分布数据；根据所述等值电碳时空分布数据及所述绿电交易电碳时空分布数据，得到考虑绿电交易的等效电碳时空分布数据，以确定不同时间不同节点用户参与绿电双边交易后的等效碳排放差异。2.根据权利要求1所述的绿色电力交易追踪溯源方法，其特征在于，所述碳排放数据包括每种物料的碳排放因子、每种能源的碳排放因子、每种物料在对应阶段的消耗量及每种能源在对应阶段的消耗量；采用以下公式，计算第n类发电机单位发电量的碳排放强度：其中，C
n
为第n类发电机单位发电量的碳排放强度，M
ij
为物料i在j阶段的消耗量，E
i
为物料i的碳排放因子，M'
kj
为能源k在j阶段的消耗量，E'
k
为能源k的碳排放因子，Q
n
为第n类发电机全生命周期的总发电量。3.根据权利要求1所述的绿色电力交易追踪溯源方法，其特征在于，所述绿电交易虚拟网络中还包括虚拟绿电交易直供线路；所述绿电交易虚拟网络中的发电机节点为虚拟绿电交易合约发电机节点，所述绿电交易虚拟网络中的负荷节点为虚拟绿电交易合约负荷节点；虚拟绿电交易合约发电机节点通过虚拟绿电交易直供线路与虚拟绿电交易合约负荷节点连接；所述等值网络中的发电机节点为等值发电机节点，所述等值网络中的负荷节点为等值负荷节点；所述等值发电机节点和等值负荷节点为未参与绿电交易的发电机和负荷。4.根据权利要求1所述的绿色电力交易追踪溯源方法，其特征在于，基于所述节点导纳矩阵，根据各类型发电机单位发电量的碳排放强度，通过基本电路理论推导对用户侧潮流和碳排放进行追踪溯源，以得到等值电碳时空分布数据，具体包括：针对任一时刻，获取对应时刻等值网络中各发电机节点的注入电流、各发电机节点的节点电压、各发电机节点的注入复功率、各负荷节点的注入电流、各负荷节点的节点电压及各负荷节点的注入复功率；
基于节点导纳矩阵，根据所述等值网络中对应时刻各发电机节点的注入电流、各发电机节点的节点电压、各负荷节点的注入电流及各负荷节点的节点电压，确定节点电压与注入电流的关系方程；根据节点电压与注入电流的关系方程，通过对网络等效导纳矩阵的基本代数运算，确定负荷电流与发电机电流之间的关系方程；根据各发电机节点的注入电流、各发电机节点的节点电压、各发电机节点的注入复功率、各负荷节点的注入电流、各负荷节点的节点电压、各负荷节点的注入复功率及各类型发电机单位发电量的碳排放强度，确定电流、功率和碳排放之间的关联关系；应用电路理论的方法，根据负荷电流与发电机电流之间的关系方程及电流、功率和碳排放之间的关联关系，确定发电机对负荷的功率贡献矩阵；根据发电机对负荷的功率贡献矩阵，建立负荷与发电机的复功率关系方程；根据负荷与发电机的复功率关系方程，确定负荷与发电机的碳排放关系方程；基于负荷与发电机的碳排放关系方程，确定对应时刻负荷的用电碳排放向量，以得到对应时刻的潮流和碳排放空间分布数据；根据多个时刻的潮流和碳排放空间分布数据，确定等值电碳时空分布数据。5.根据权利要求4所述的绿色电力交易追踪溯源方法，其特征在于，节点电压与注入电流的关系方程为：其中，I
G
为发电机节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：武昭原，周明，王婧婷，王宇扬，杨菁，石竹玉，余涛，
申请(专利权)人：华北电力大学国网数字科技控股有限公司，
类型：发明
国别省市：