一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法，该方法首先利用碳流分析理论对配电网潮流进行双向网损分摊从而将实际有损网络转化为无损虚拟网络；其次使用逆流潮流追踪得到不同节点负荷中各个发电机提供有功功率的占比，结合各发电机的碳排放强度得到单时间断面下的碳排放流分布；而后分别计算长时间尺度下分布式光伏的计划功率与实际功率对应的碳流分布从而得到分布式光伏的相对碳排放强度；最后计算不同配电网储能容量场景下分布式光伏的相对碳排放强度

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法


[0001]本专利技术涉及配电网用户减碳贡献公平分配领域，尤其涉及一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法
。

技术介绍

[0002]配电网是电力网络中最接近用户的部分，探究配电网中碳排放的形成与影响机理对于减少电力碳排放
、
实现低碳电力起到助推作用
。
近年来分布式光伏与储能在配电网中的大规模应用在减少配电网碳排放量的同时，也带来了减碳贡献公平分配的问题
。
[0003]目前的研究较少关注分布式光伏与储能容量对配电网碳排放量的影响，在现有的减碳贡献分配方法中，清洁能源如分布式光伏发电由于不直接产生碳排放，因此其碳排放强度被设置为
0g/kWh。
这样的设置使得在减碳贡献分配方法中，整个系统的碳减碳贡献被全部归功于分布式光伏
。
因此，存在配电网用户减碳贡献分配不均的情况
。

技术实现思路

[0004]针对现有研究与技术中存在的问题，本专利技术提出了一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法，在分析不同天气场景下的配电网碳流分布断面的基础上，结合宏观估计法的思想，分别计算长时间尺度下分布式光伏的计划功率与实际功率对应的碳流分布从而得到分布式光伏的相对碳排放强度，用以衡量分布式光伏对配电网的减碳贡献
。
而后考虑储能容量对分布式光伏的支撑作用，进而提出基于碳流追踪的含高比例光伏储能的配电网减碳贡献分配方法，并在标准算例中进行验证
。
经算例验证，该方法对于运营商公平分配减碳贡献有一定的参考作用
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案实现：
[0006]本专利技术是一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法，包括如下步骤：
S1
：进行分布式光伏相对碳排放强度计算，具体包括：
[0007]S11
：根据所在地区年天气类型设置分布式光伏的计划发电功率；
[0008]S12
：通过双向网损分摊将支路损耗分摊至负荷侧和发电侧从而将有损网络转化为虚拟无损网络，通过直流潮流方程对虚拟无损网络进行潮流分析求解，通过有功功率的逆流潮流追踪得到节点负荷
、
支路潮流中各发电机注入虚拟无损网络的功率分布；
[0009]S13
：利用碳流率计算配电网中的碳排放流分布情况；
[0010]S14
：利用配电网中的碳排放流分布情况结合一年内各天气类型占比计算配电网分布式光伏相对碳排放强度；
[0011]S2
：基于
S1
得到的结果进行含高比例光伏的配电网储能减碳作用评估，包括结合不同的气象情况计算配电网提供的备用容量与额外储能容量对于分布式光伏减碳作用的影响
。
[0012]本专利技术的进一步改进在于：所述
S11
具体包括如下操作：
[0013]根据不同天气类型在一年中的天数占比，根据下式得到分布式光伏发电装置的计
划发电功率：
[0014][0015]式中，
L
为不同天气类型的数量；
p
l
为各天气类型在一年内的天数占比；
P
l
为各天气对应的光伏发电功率，其中，
l
＝1，2，
...
，
L。
[0016]本专利技术的进一步改进在于：所述
S12
具体包括：通过双向网损分摊将支路损耗分摊至发电机与负荷两侧如下式所示：
[0017][0018][0019]S
′
La
＝
S
La
+
Δ
S
La
[0020]S
′
Ga
＝
S
Ga
‑
Δ
S
Ga
[0021]式中，
β
为网络损耗分摊至负荷部分占比；
S
′
La
、S
′
Ga
为配电网节点
a
的净负荷与净出力；
m
为配电网节点
a
下游节点数量；
S
Gi
(i∈[a+1
，
a+m])
为配电网节点
a
与其下游节点
i
构成的支路损耗等效成的虚拟发电机的输出功率；
S
La
为配电网节点
a
的节点负荷；
S
i
为配电网节点
a
的下游节点
i
的流过功率；
A
d
为
(a+m)
×
(a+m)
阶的下游分布矩阵，组成元素为配电网节点
a
流出功率占被流入节点总流入功率的比例的相反数；
f
为配电网节点
a
上游节点数量；
S
Lj
(j∈[a+1
，
a+f])
为配电网节点
a
与其上游节点
j
构成的支路损耗等效成的虚拟负荷；
S
j
为流过上游节点
j
的上游节点总功率；
S
La
为配电网节点
a
的节点负荷；
S
Ga
为配电网节点
a
的发电功率，若配电网节点
a
无发电机接入则
S
Ga
为0；
A
u
为
(a+f)
×
(a+f)
阶的上游分布矩阵，组成元素为上游节点
j
流入配电网节点
a
的功率占上游节点流过功率的比例的相反数；
Δ
S
La
为网损分摊至负荷侧的节点符合变化量；
Δ
S
Ga
为网损分摊至发电侧的节点符合变化量；
[0022]通过如下直流潮流方程进行潮流计算：
[0023]P
′
k
＝
P
′
Gk
‑
P
′
Lk
＝
B
θ
′
k
；
[0024]式中
θ
′
k
为配电网中节点
k
的电压相角；
P
′
k
为节点
k
的节点注入功率，
P
′
Gk
和
P
′
Lk
为节点
k
的发电机有功净出力和有功净负荷；
B
是以支路电抗组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1
：进行分布式光伏相对碳排放强度计算，具体包括：
S11
：根据所在地区年天气类型设置分布式光伏的计划发电功率；
S12
：通过双向网损分摊将支路损耗分摊至负荷侧和发电侧从而将有损网络转化为虚拟无损网络，通过直流潮流方程对虚拟无损网络进行潮流分析求解，通过有功功率的逆流潮流追踪得到节点负荷
、
支路潮流中各发电机注入虚拟无损网络的功率分布；
S13
：利用碳流率计算配电网中的碳排放流分布情况；
S14
：利用配电网中的碳排放流分布情况结合一年内各天气类型占比计算配电网分布式光伏相对碳排放强度；
S2
：基于
S1
得到的结果进行含高比例光伏的配电网储能减碳作用评估，包括结合不同的气象情况计算配电网提供的备用容量与额外储能容量对于分布式光伏减碳作用的影响
。2.
根据权利要求1所述的一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法，其特征在于：所述
S11
具体包括如下操作：根据不同天气类型在一年中的天数占比，根据下式得到分布式光伏发电装置的计划发电功率：式中，
L
为不同天气类型的数量；
p
l
为各天气类型在一年内的天数占比；
P
l
为各天气类型对应的光伏发电功率，其中，
l
＝
1,2,...,L。3.
根据权利要求1所述的一种基于碳流追踪的配电网用户减碳贡献分配方法，其特征在于：所述
S12
具体包括：通过双向网损分摊将支路损耗分摊至发电机与负荷两侧如下式所示：示：
S
′
La
＝
S
La
+
Δ
S
La
S
′
Ga
＝
S
Ga
‑
Δ
S
Ga
式中，
β
为网络损耗分摊至负荷部分占比；
S
′
La
、S
′
Ga
为配电网节点
a
的净负荷与净出力；
m
为配电网节点
a
下游节点数量；
S
Gi
(i∈[a+1
，
a+m])
为配电网节点
a
与其下游节点
i
构成的支路损耗等效成的虚拟发电机的输出功率；
S
La
为配电网节点
a
的节点负荷；
S
i
为配电网节点
a
的下游节点
i
的流过功率；
A
d
为
(a+m)
×
(a+m)
阶的下游分布矩阵，组成元素为配电网节点
a
流出功率占被流入节点总流入功率的比例的相反数；
f
为配电网节点
a
上游节点数量；
S
Lj
(j∈[a+1
，
a+f])
为配电网节点
a
与其上游节点
j
构成的支路损耗等效成的虚拟负荷；
S
j
为流过上游节点
j
的上游节点总功率；
S
La
为配电网节点
a
的节点负荷；
S
Ga
为配电网节点
a
的发电功率，若配电网节点
a
无发电机接入则
S
Ga
为0；
A
u
为
(a+f)
×
(a+f)
阶的上游分布矩阵，组成元素
为上游节点
j
流入配电网节点
a
的功率占上游节点流过功率的比例的相反数；
Δ
S
La
为网损分摊至负荷侧的节点符合变化量；
Δ
S
Ga
为网损分摊至发电侧的节点符合变化量；通过如下直流潮流方程进行潮流计算：
P
′
k
＝
P
′
Gk
‑
P
′
Lk
＝
B
θ
′
k
；式中
θ
′
k
为配电网中节点
k
的电压相角；
P
′
k
为节点
k
的节点注入功率，
P
′
Gk
和
P
′
Lk
为节点
k
的发电机有功净出力和有功净负荷；
B
是以支路电抗组成的节点导纳矩阵；通过求解式上式得到各支路的功率，根据逆流潮流追踪重新计算得到节点负荷
、
支路潮流中各发电机输入的功率及功率占比
。4.
根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓林，陈虹，杨凯，陈騉，金高铭，承昊新，袁琪，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：