【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网碳排追踪，尤其涉及一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法。
技术介绍
1、近年来，由于社会经济发展对化石能源的过度依赖，能源资源日渐枯竭，同时大量碳排放也导致温室效应日益加重，极端天气的频繁出现，高比例可再生能源的接入等对电网运行带来越来越严峻的挑战。在电网低碳研究上，需要掌握电网运行过程中碳流动情况、电网碳分布情况，根据阶段性双碳目标，推进电网碳减排。
2、由于碳流在电网中的时间空间尺度分布不明确，缺乏调控依据。双碳目标下，电网传统调控模式将发生根本性变化，如何研究计及碳足迹的低碳电网多因素运行态势感知技术，在双碳目标下对电网进行调控，在保障电网安全稳定的前提下，降低电网碳排放，精准追踪统计电网测量系统中由于功率传输带来的碳排放等效转移，是目前迫切需要解决的问题之一。
3、为此，我们设计出了一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法来解决以上问题。
技术实现思路
1、针对现有电网测量系统中未能精准统计，由于功率传输带来的碳排放等效转移的问题，本专利技术根据电网复合功率潮流结果，追踪其等效碳排放，采用如下的技术方案。
2、一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，所述电网碳流追踪方法，包括以下步骤：
3、s1步骤，利用牛顿-拉夫逊计算电力系统潮流；
4、s2步骤，基于电力系统潮流结果，构建复功率分布矩阵；
5、s3步骤，通过潮流追踪，对负荷节点的复功率进行分解，得到负荷节点从发电机汲取的复功率，获取潮流追
6、s4步骤，根据潮流追踪结果构建发电机的碳排放模型，进行碳流追踪，将发电机的碳排放模型与复功率分布矩阵相结合，得到节点负荷的碳排放强度，获取电网碳排放态势感知结果，实现电网负荷的碳排放溯源。
7、进一步的，所述s2步骤中，构建复功率分布矩阵的过程如下：
8、当计算的电力系统潮流出现电力系统潮流的有功功率流向与无功功率流向相反时，按照有功功率的正方向定义节点功率流向，电力系统的碳流分布最终仅由系统有功功率的分布决定，因此有功功率与无功功率不同向并不会对碳流计算的结果产生影响，基于此，
9、根据节点的功率守恒，流入节点的总功率等于流出节点的总功率，因此节点i的复功率表示为：
10、
11、式中，si为流过节点i的复功率，sgi表示节点i接入的发电机注入功率，sij表示由节点i流向节点j的功率，φi表示节点i的有功功率上游节点集合；
12、将公式(1)进行变换，得到：
13、
14、式中：sj为节点i的有功功率上游节点j所流过的复功率，将上式改写为矩阵形式，表示为：
15、as＝sg (3)
16、式中：针对于n节点的系统，sg为各节点发电机输入的复功率组成的n阶列矩阵；s为各节点流过的复功率组成的n阶列矩阵；定义a为复功率分布矩阵，其本质为n阶方阵，a中的元素如下所示：
17、
18、式中：aij为复功率分布矩阵a中第i行第j列元素。
19、进一步的，所述s3步骤中，潮流追踪的过程如下：
20、对负荷节点k的复功率slk进行分解，得到：
21、
22、式中：ekt为第k个元素为1，其余元素为0的n阶列矩阵；sk为负荷节点k流过的复功率，a-1为复功率分布逆矩阵；
23、根据公式(5)进而可以得到负荷节点k，从发电机g汲取的复功率slk,gg，其计算方式如下：
24、
25、式中：(a-1)kg为复功率分布逆矩阵a-1的第k行第g列元素；sgg为发电机g所发出的复功率。
26、进一步的，所述s4步骤中，根据潮流追踪结果构建发电机的碳排放模型如下所示：
27、
28、上式中：clk表示负荷节点k的等效碳流率，单位为tco2/h，表示负荷节点每小时用电所等效的碳排放量；diag(sg)表示将发电机发出的复功率矩阵sg转换为对角矩阵；cg为一个n阶列矩阵，其中的元素为各节点发电机的碳排放强度。
29、进一步的，所述s4步骤中，将发电机的碳排放模型与复功率分布矩阵相结合，得到节点负荷的碳排放强度如下：负荷k等效的碳流率中由发电机g所带来的部分clk,g表示为：
30、
31、上式中：cgg表示发电机g的碳排放强度。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供的基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，逻辑明确、边界清晰，能够大幅降低电网模型拓扑复杂度，根据电网复合功率潮流结果，追踪其等效碳排放，能够精准追踪统计现有电网测量系统中由于功率传输带来的碳排放等效转移的问题，针对所关注的区域电网碳排放分布态势进行精准监控，有利于判断电网内部清洁程度。
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1.一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述电网碳流追踪方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述S2步骤中，构建复功率分布矩阵的过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述S3步骤中，潮流追踪的过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述S4步骤中，根据潮流追踪结果构建发电机的碳排放模型如下所示：
5.根据权利要求1所述的一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述S4步骤中，将发电机的碳排放模型与复功率分布矩阵相结合，得到节点负荷的碳排放强度如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述电网碳流追踪方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述s2步骤中，构建复功率分布矩阵的过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于复功率矩阵的电网碳流追踪方法，其特征在于，所述s3步骤中，潮流追踪的过...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵冲，魏博，罗利，张烜榕，徐宏雷，何欣，赵进国，韩凯莉，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：
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