【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳计量，尤其涉及一种面向电力系统全环节的碳计量方法。
技术介绍
1、目前，电力系统源、网、荷全环节的精确碳排放计量理论、方法、标准设备还尚未完善。现阶段电力系统的直接碳排放计量主要基于宏观的统计方法，而用电间接碳排放计量主要基于平均碳排放因子法，中国现行的碳计量方法具有简单、可信、易操作等优点，但同时具有以下几点不足：
2、(1)难以反应碳排放因子的空间差异性。在空间尺度上，平均用电碳排放因子的最小分辨率为省级，同省份的不同地市、区县的用户在用电排放方面的差异性无法体现。随着“整县光伏”等新能源政策的出台与应用，不同地市、区县用户的单位用电含碳量将具有显著差异，基于平均碳排放因子的碳计量方法逐渐产生不公平性。
3、(2)难以反映碳排放因子的时间差异性。在时间尺度上，平均碳排放因子的更新周期为一年。随着新型电力系统建设进程的不断推进，新能源电量占比不断提升，用户在不同时段的单位用电含碳量将存在显著差异，但采用全年固定的平均碳排放因子无法反应该差异。
4、(3)无法厘清电网侧损耗的碳排放责任。现行碳计量方法将发电侧的直接碳排放量完全转移到了用户侧，忽略了不同地区网络损耗所对应的间接碳排放量，导致该分摊方式无法体现电网侧的碳排放责任。
5、通过对现有电力系统碳排计量方法的深入剖析发现，亟待设计一种从电力系统全环节碳计量的角度出发，研究能够反映碳排放因子时空差异性和网侧碳排放责任的碳排放计量方法。
技术实现思路
1、本专利技术的
2、一种面向电力系统全环节的碳计量方法，包括以下步骤：
3、步骤1：定义面向新型电力系统发展需求的电力碳计量原则；
4、步骤2：根据碳排放流理论确定电力系统碳排放度量的各指标类型，具体包括：直接碳排放量、间接排放量、发电碳排放因子、节点碳排放因子、区域碳排放因子、碳流率及碳流密度；
5、步骤3：计算电力系统碳排放度量指标：
6、步骤3.1：源侧碳排放信息计算：在直接碳排放测量方面，主要通过测量发电实时燃料消耗情况换算得到发电直接碳排放量，直接碳排放量fg,k,t和燃料间的关系如下：
7、
8、式中：为发电厂k在时段t消耗化石燃料m’的质量；δm′为化石燃料m’的碳排放因子；对于安装了烟气排放连续监测系统的电厂，发电直接碳排放fg,k,t也可以通过直接测量获得；
9、在发电碳排放因子方面，可基于发电厂实时测得的直接碳排放计量数据和机组发电量数据计算得到：
10、
11、式中：pg,k,t为发电厂k在t时段的发电功率；△t为单位碳计量时间间隔；
12、步骤3.2：荷侧碳排放信息计算：根据节点碳排放因子的定义，针对系统中的节点i，该节点的碳排放因子ec,i,t为(假设发电厂k在节点i)：
13、
14、式中：为有潮流流入节点i的支路集合；pb,s,t为支路s在时段t的潮流数据；ρb,s为支路s的碳流密度；
15、基于系统潮流计算结果，定义系统有功通量矩阵、线路潮流分布矩阵和发电机组出力矩阵，表达式如下：
16、
17、pb,t＝(pb,ij,t)n×n
18、
19、式中：pn,t为时段t节点有功通量矩阵，该矩阵为n阶对角矩阵，用于表征潮流方向下流入节点的有功潮流“绝对量”，矩阵中对角项pn,ii,t为节点i的有功通量；pb,t为时段t线路线路潮流分布矩阵，其用于描述电力系统的有功潮流分布，该矩阵的所有非对角元素pb,ij,t(i≠j)为支路ij间流过的潮流，对角元素pb,ii,t＝0；pg,t为时段t发电机组出力矩阵，其矩阵元素pg,ki,t的定义为：当第k台发电机组接入节点i且时段t注入节点i的有功潮流为p，则pg,ki,t＝p，否则pg,ki,t＝0；发电机组出力矩阵pg,t可根据机组出力序列向量[pg，1，t，pg，2，t，…，pg，k，t]t计算得到；j为机组拓扑分布矩阵，用于表征发电机组分布和接入系统中的情况，具体定义为：j＝(jki)k×n，若第k台机组接入系统第i个节点(k＝1，2，...，k；i＝1，2，...，n)，则jki＝1，否则jki＝0；
20、系统节点碳排放因子矩阵计算表达式为：
21、
22、结合节点的空间所属关系，计算得到区域碳排放因子为：
23、
24、式中：u为区域电网n所覆盖范围内的节点集合；pl,j,t为节点j在时段t的负荷功率；
25、根据区域碳排放因子，用户各个时段的用电间接碳排放量可量化得到：
26、fc，m，t＝e′c，n，tpl，m，tδt
27、式中：fc,m,t为用户m在时段t的用电间接碳排放；pl,m,t为用户m在时段t的用电功率，用户m位于区域电网n内；
28、步骤3.1：网侧碳排放信息计算：由于从同一节点流出的各条线路的碳流密度均相等的节点用电碳排放因子，根据节点用电碳排放因子矩阵，线路碳流密度矩阵可由下式计算得到：
29、ρb，t＝diag(ec，t)h
30、式中：ρb,t为时段t的线路碳流密度矩阵，其用于描述系统中各线路的碳流密度；h为表征支路潮流流向关系矩阵，h＝(hij)n×n，若节点i与节点j(i,j＝1,2,...,n)间有支路相连，且经此支路流入节点j的正向有功潮流不为零，则元素hij＝1，hji＝0；若流经该支路的有功潮流为反向潮流，则hij＝0，hji＝1；
31、根据线路网损数据，定义线路网损分布矩阵为：
32、pbl,t＝(pbl,ij,t)n×n
33、式中：pbl,t为时段t的线路网损分布矩阵，其用于描述电力系统的网损分布；pbl,ij,t(i≠j)为矩阵pbl,t的非对角元素，表示支路ij间流过潮流的网损，对角元素pbl,ii,t为0；
34、根据线路潮流分布矩阵、网损分布矩阵与线路碳流密度矩阵，可以计算得到线路碳流率：
35、rb,t＝ρb,tpb,t
36、rbl,t＝ρb,tpbl,t
37、根据网损碳流率定义，线路网损间接碳排放量可计算得到：
38、
39、优选的，步骤1中的电力碳计量原则包括：
40、(1)全面性原则：电力系统碳减排需要依靠源网荷全环节的协同；不仅需要计量源侧发电的直接碳排放和荷侧用电的间接碳排放，还需要厘清网侧的碳排放责任，实现源网荷全环节碳排放实时、精准计量；
41、(2)无偏性原则：任意空间范围内、任意时间段内，用电、外送电、网损间接碳排之和与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤1中的电力碳计量原则包括：
3.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中直接碳排放量的确定方法如下：
4.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中间接排放量的确定方法如下：
5.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中发电碳排放因子的确定方法如下：
6.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中节点碳排放因子的确定方法如下：
7.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中区域碳排放因子的确定方法如下。
8.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中碳流率的确定方法如下：
9.根据权利要求1所述的一种面向电力系统
...【技术特征摘要】
1.一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤1中的电力碳计量原则包括：
3.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中直接碳排放量的确定方法如下：
4.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2中间接排放量的确定方法如下：
5.根据权利要求1所述的一种面向电力系统全环节的碳计量方法，其特征在于：所述步骤2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，李欣悦，刘涓钰，陈莹，张来东，张雪成，汪良，王思珏，罗俊婷，毛振，
申请(专利权)人：天津市普迅电力信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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