CN105356461A - 一种低压电网负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压配电网三相负荷不平衡治理产生的间接碳减排量的核算方法，包括：分析低压配电网三相负荷不平衡在低压线路中产生的附加损耗；分析低压配电网三相负荷不平衡在配电变压器中产生的附加损耗；实施三相负荷不平衡治理措施后，基于该附加损耗分析结论，核算所关注低压配电网因附加损耗减少，导致间接碳排放强度降低所带来的碳减排量。该核算方法可用于注册我国的自愿减排方法学，评价低压配电网三相负荷不平衡治理措施的碳减排效果，以及对电网企业的碳资产管理提供技术指导。同时，通过加强对中低压电网运行优化的管理，能够促进电网运行效率的进一步提升，不仅影响电网企业节能目标的实现，也直接关系到电网企业自身的经济效益。

Description

一种低压电网负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法

技术领域

本发明涉及一种碳减排量的计算与监测方法，具体涉及一种低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法。

背景技术

国际标准《温室气体第二部分项目层次上对温室气体减排和清除增加的量化、监测和报告规范》(ISO14064-2:2006)针对专门用来减少温室气体排放或增加温室气体消除的项目(或基于项目的活动)，它包括确定项目的基准线情景及对项目活动进行监测、量化和报告的原则和要求，提供了进行温室气体项目审定和核查的基础。项目层次上对温室气体排放、清除、减排和增加清除的量化和监测是一项难度较大的工作，因为评价实际项目的减排效果时，与项目排放比较的对象是一种假象的情形，即假定该项目不存在时出现的基准线情景，故对基准线情景下的温室气体排放、清除和(或)储存进行核查相当困难。因此，为了使减排和增加清除的结果是可信的且未被高估，有必要证实对基准线情景的规定符合ISO14064-2：2006，尤其是符合保守性和准确性原则。

ISO14064-2:2006对温室气体项目计划的要求与《京都议定书》中清洁发展机制CDM(CleanDevelopmentMechanism)对项目设计文件的规定类似。两者对项目层面温室气体的减排和增加清除的核查都规定由基准线方法学和监测方法学两部分组成，为温室气体项目及其产生的减排和(或)增加清除提供了标准的量化、监测和报告方式，但仅是适用于各种温室气体项目的通用框架。

伴随国外清洁发展机制CDM的发展，我国在国际上已经注册了大量的碳减排项目方法学，近几年又开发并注册了多项国内自愿减排项目方法学。这些方法学的重点研究领域主要集中在提高能源效率、开发利用新能源和可再生能源、甲烷和煤层气回收利用方面，电能输配环节减排项目成功注册的方法学很少。国家电网公司成功签发的“配电网安装高效变压器”方法学，国内自愿减排项目方法学“新建或改造电力线路中使用节能导线或电缆”均是针对替换电网中的高损耗元件设备开发的，碳减排效果与用电负荷的变化无关。目前，国内还没有成功注册的优化电网运行方面的方法学。治理低压电网的三相负荷不平衡属于优化电网运行方面的措施，由于这类措施的碳减排效果与用电负荷有关，因此方法学开发及应用的难度增大。

低压配电系统大都采用三相四线制Y/Y₀接线方式，由于存在众多单相负荷等原因，造成低压配电变压器及下游线路处于三相负荷不平衡状态。这种不平衡时刻且普遍存在，当变压器及其下游线路三相负荷极不平衡时，不仅带来电能损耗的增加，还加大了低压配电网间接碳排放强度。更为严重的是，若中性点连接导体流过过大的电流，会导致导体温度过高而烧断，从而引发事故。本发明首次针对配电网正常性负荷不平衡治理措施的碳减排效果的量化评价进行了探讨。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法，对正常性三相负荷不平衡对电网损耗的影响及其治理后的碳减排效果进行分析。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

1)低压配电网三相负荷不平衡治理项目额外性分析；

2)确定项目边界；

3)基准线情景碳排放量计算；

4)项目碳排放量计算；

5)数据监测方法；

6)确定碳减排量。

进一步地，所述步骤1)中，低压配电网三相负荷不平衡治理项目的额外性分析包括分析配电变压器的附加损耗和低压线路的附加损耗。

进一步地，所述步骤2)中，确定项目边界是明确碳减排量核算的范围；低压配电网三相负荷不平衡治理项目的边界为：自安装三相负荷不平衡治理装置的低压线路至配电变压器高压侧连接点间的线路和配电变压器。

进一步地，所述步骤3)中，基准线情景碳排放量计算包括：

收集如下数据信息并按照下述步骤计算基准线情景碳排放量：

a)低压配电线路实施治理措施前或关闭三相负荷不平衡调补装置后实测的配电变压器二次侧各相负荷电流，以及b相电流、c相电流相对于a相电流的相位，计算低压配电线路三相负荷电流的不平衡度；

b)配电变压器二次侧绕组、低压线路的相线及中线的电阻；

c)计算低压线路在三相负荷不平衡时的损耗ΔP_total,line；

d)通过试验测得配电变压器零序阻抗，计算附加铁损ΔP_Fe；

e)计算配电变压器的附加铜损ΔP_cu；

f)计算配电变压器因三相负荷不平衡产生的总附加损耗，按照下式求和：

ΔP_total,tran＝ΔP_Fe+ΔP_cu

基准线情景为未加装三相负荷不平衡治理装置的低压配电线路，其正常、连续工作在一个计入期的碳排放即为基准线情景排放。基准线情景下的三相负荷不平衡度应取一个计入期内的加权平均值，权值由电网在对应不平衡度下运行的时间占整个计入期的比例确定。对于新建项目，取本地区(直辖市/省会城市、地市、县)低压配电网加权平均三相负荷不平衡度较小的20％者的平均值与相关标准规定的限值之间的较小者，计算基准线情景排放。

假定基准线情景下的天气情况、线路输送容量与项目活动计入期时相同，基准线情景下的碳排放量按照下式计算：

BE_t＝T×(1-α)(ΔP_total,line,t+ΔP_total,tran,t)×10^-6×EF_grid,CM,y

式中：T为第t个计入期的时长，单位小时；a为第t个计入期线路的停电检修时间占比；ΔP_total,line,t为第t个计入期基准线情景下线路的加权平均附加功率损耗，单位W；ΔP_tran,total,t为第t个计入期基准线情景下配电变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；EF_grid,CM,y为第y年(包含在第t个计入期)的电力系统组合排放因子，单位tCO₂/MWh；BE_t为第t个计入期基准线情景下的碳排放量，单位tCO₂。

进一步地，所述步骤4)中，项目碳排放量按照下式计算：

PE_t＝T[(1-α)(1-r)(ΔP′_total,line,t+ΔP′_total,tran,t+ΔP_z,t)+r(ΔP_total,line,j+ΔP_total,tran,j)]×10^-6×EF_grid,CM,y

式中：PE_t为第t个计入期项目活动情形下碳排放量，单位tCO₂；ΔP′_total,line,t为第t个计入期项目活动情形下线路的加权平均附加功率损耗(包括中线)，单位W；ΔP′_total,tran,t为第t个计入期项目活动情形下变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；ΔP_z,t为第t个计入期治理装置的额定功率损耗，单位W；r为第t个计入期三相负荷不平衡治理装置自身的停运时间比例(不包括线路停电检修时间，也就是说三相负荷不平衡治理装置的总停运时间为线路停电检修时间加上装置自身停运时间)；ΔP_total,line,j——三相负荷不平衡治理装置停运期间线路的加权平均附加功率损耗(包括中线)，单位W；ΔP_total,tran,j——三相负荷不平衡治理装置停运期间变压器的加权平均附加功率损耗，单位W。

进一步地，所述步骤5)中，数据监测方法包括：

依据项目基准线情景碳排放和项目碳排放的量化计算模型，将计算用到的数据分成测量参数和约定参数两类；约定参数不需要测量，但其来源应是下列文件之一：

(1)电网节能项目的可行性研究报告；

(2)设备制造商提供的产品说明文件或相关参数；

(3)第三方检测机构出具的试验报告；

(4)提交政府机构申请批复的项目文件；

(5)提交给融资机构进行评估的项目文件；

(6)国家有关部门公布的官方参考数据。

项目中的约定参数为：

(1)相线电阻；

(2)中线电阻；

(3)配电变压器二次侧绕组的电阻；

(4)变压器零序阻抗；

(5)三相负荷不平衡治理装置的额定功率损耗；

(6)线路停电检修时间；

(7)三相负荷不平衡治理装置的停运时间；

(8)计入期时长；

(9)电力系统组合排放因子。

测量参数的来源是直接测量，或者测量其它参数并通过计算间接得到。项目中的测量参数为：配电变压器二次侧三相电流幅值及其相位。

由于终端负荷时刻变化，应使用电能表或电能质量分析仪等连续监测一个计入期内的相电流及其相位的变化。理论上，测量频次越高得到的结果越准确。实际操作时，测量周期可依据负荷变化的剧烈程度确定，负荷变化平缓时可加大测量周期，负荷变化剧烈时减小测量周期，测量值取测量周期内的平均值。

进一步地，所述步骤6)中，最终的碳减排量是基准线情景碳排放量减去项目碳排放量的差值，不计泄漏量。即:

DE_t＝BE_t-PE_t

式中:DE_t为第t个计入期项目活动产生的碳减排量，单位tCO₂；BE_t第t个计入期基准线情景下的碳排放量，单位tCO₂；PE_t为第t个计入期项目活动情形下碳排放量，单位tCO₂。

本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

本发明提供的低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法，针对应用低压配电网三相不平衡治理技术的工程项目，分析三相负荷不平衡在低压线路和台区变压器中产生的附加损耗，并基于该附加损耗计算实施三相负荷不平衡治理后，因所关注低压配电网间接碳排放强度降低带来的碳减排量。该核算方法可用于注册我国的自愿减排方法学，评价低压配电网三相负荷不平衡治理措施的碳减排效果，以及对电网企业的碳资产管理提供技术指导。同时，通过加强对中低压电网运行优化的管理，能够促进电网运行效率的进一步提升，不仅影响电网企业节能目标的实现，也直接关系到电网企业自身的经济效益。技术优点具体为：

(1)定义了线损增加率，给出线损增加率与电流不平衡度的关系后，在已知低压配电网三相负荷平衡时损耗的情况下，通过测量三相电流幅值及其相位并计算线损增加率，就可比较得出三相负荷不平衡时的损耗；

(2)用各相电流不平衡度及其相位计算线路、变压器的附加损耗，仅测量三相电流幅值及其相位就可计算出线路、变压器的附加损耗；需要通过测量取值的参数少，三相负荷电流幅值(或者各相电流的不平衡度)及其相位的测量有标准的方法供参考。

(3)可充分利用低压配电网已安装的电能表等进行测量，测量频次可根据核算精度要求设置，可操作性强、经济性好。

(4)易于计算机编程实现测量数据的导入、处理，并自动计算碳减排量，可有效节约人力和时间。

附图说明

图1是本发明提供的低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量核算方法的流程图；

图2是本发明提供的电压中性点漂移示意图；

图3是本发明提供的新型三相负荷平衡技术项目边界图；

图4是本发明提供的负载相间调整技术项目边界图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明提供一种低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法，其流程如图1所示，包括下述步骤：

1)低压配电网三相负荷不平衡治理项目的额外性分析，包括：

一、分析低压配电网三相负荷不平衡在低压线路中产生的附加损耗；

当三相负荷不对称时，变压器二次侧的三相电流不对称，导致中性线出现零序电流，零序电流所感应出的电动势使变压器二次侧的电压不对称，出现中性点偏移，如图2所示。

国家标准《电能质量三相电压不平衡》规定了在50Hz下，电力系统正常运行时负序分量引起的公共连接点的电压不平衡度允许值为2％，短时间不得超过4％；每个用户在公共连接点引起的负序电压不平衡度不超过1.3％，短时不超过2.6％。为此，当低压线路三相负荷极不对称时会导致公共连接点处三相电压不平衡度超出GB/T15543-2008的规定。此外，《变压器运行规程》规定了运行中变压器中性点连接导体电流不超过低压侧额定相电流的25％。当变压器三相负荷极不平衡时，中性点连接导体流过过大的电流会导致导体发热烧断，从而引发事故。因此，电网企业需要对低压配电网三相负荷不平衡进行治理。通过治理低压配电网三相负荷不平衡，还可以减少三相负荷不平衡在线路和变压器中产生的附加损耗，具体分析计算如下。

低压线路的附加损耗是其在三相负荷不平衡状态下的损耗与三相负荷平衡状态下的损耗之差，包括相线附加损耗和中线附加损耗。

设I_p为三相平均负荷电流，则有：

I_p＝(I_a+I_b+I_c)/3(1)

在三相负荷平衡时，线路电流为I_a＝I_b＝I_c＝I_p，线路电阻为R_l，线路的有功损耗为：

${\mathrm{\ΔP}}_{total,lineb}=3I_p^2{R}_l---\left(2\right)$

三相电流不平衡度为：

进一步得到相线的功率损耗：

${\mathrm{\ΔP}}_{phase}=\[{(1+{\mathrm{\β}}_a)}^2+{(1+{\mathrm{\β}}_b)}^2+{(1+{\mathrm{\β}}_c)}^2\]I_p^2{R}_l---\left(4\right)$

因为

β_a+β_b+β_c＝0(5)

进而

${\mathrm{\ΔP}}_{phase}=(3+{\mathrm{\β}}_a^2+{\mathrm{\β}}_b^2+{\mathrm{\β}}_c^2)I_p^2{R}_l---\left(6\right)$

中性线电流的计算如下式：

此处的三相负荷不平衡既有幅值上的不平衡，又有相位上的不平衡。

中线电阻取R_N，则中线上的功率损耗为：

${\mathrm{\ΔP}}_N=I_N^2{R}_N---\left(8\right)$

则负荷三相不平衡时，线路的总功率损耗为：

ΔP_total,line＝ΔP_phase+ΔP_N(9)

进一步展开为：

若将三相负荷不平衡时的线损增加率定义为：

γ＝(ΔP_total,line-ΔP_total,lineb)/ΔP_total,lineb×100％(11)

式中：为每相电流不平衡度，为每相电流，取低压线路三相a、b、c中任意一相；I_a、I_b、I_c分别为低压线路的a相、b相、c相的相电流；为b相电流与a相电流的相角差；为c相电流与a相电流的相角差；β_a、β_b、β_c为低压线路a相、b相、c相的电流不平衡度，ΔP_phase为相线的功率损耗，单位W；ΔP_total,lineb为三相负荷平衡时的线路功率损耗，单位W，ΔP_N为中线上的功率损耗，R_N为中线电阻，I_N为中线电流。将式(10)和式(2)代入式(11)得：

由式(12)可知，当三相负荷不平衡度增加时，线损增加率也会增大，即三相负荷越不平衡，带来的损耗会越大。通过对线损增加率的分析，可以掌握三相负荷不平衡度对线路损耗的影响程度。同时，线损增加率的变化可以直接反映出治理效果，印证是否达到预期目标。

二、分析低压配电网三相负荷不平衡在配电变压器中产生的附加损耗：

配电变压器的附加损耗是其在三相负荷不平衡状态下的损耗与三相负荷平衡状态下的损耗之差，包括配电变压器的附加铁损和附加铜损。

首先，计算三相负荷不平衡时配电变压器的附加铁损。

当三相负荷不对称时，Δ/Y₀接线方式的配电变压器高压侧无零序电流，低压侧有零序电流，此零序电流完全用来励磁，且产生的零序磁通不能在铁芯中闭合，需要通过油箱壁闭合，从而产生铁损。

Δ/Y₀接线变压器的零序电阻比正序电阻大得多，且可实测得到，因此零序电流产生的附加铁损较大。配变的附加铁损按照下式计算：

${\mathrm{\ΔP}}_{Fe}=I_0^2\×X_0---\left(13\right)$

式中：I₀—变压器三相负荷不平衡时产生的零序电流，单位A；

X₀—变压器零序阻抗，可通过试验测得，单位Ω。

而后,计算配电变压器三相负荷不平衡时产生的附加铜损。

配电变压器三相负荷不平衡时，三相绕组的总损耗可计算为：

$P_{cu}^{\′}=(I_a^2+I_b^2+I_c^2)R_2---\left(14\right)$

式中：R₂—配电变压器二次侧绕组的电阻，单位Ω。

三相负荷平衡时，每相绕组电流为I_p＝(I_a+I_b+I_c)/3，三相绕组总损耗为：

$P_{cu}=3I_p^2{R}_2---\left(15\right)$

配电变压器因三相负荷不平衡带来的附加铜损为：

ΔP_cu＝P′_cu-P_cu＝{[(I_a-I_b)²+(I_a-I_c)²+(I_b-I_c)²]/3}R₂(16)

上式可用不平衡度表示：

${\mathrm{\ΔP}}_{cu}=({\mathrm{\β}}_a^2+{\mathrm{\β}}_b^2+{\mathrm{\β}}_c^2-{\mathrm{\β}}_a{\mathrm{\β}}_b-{\mathrm{\β}}_b{\mathrm{\β}}_c-{\mathrm{\β}}_a{\mathrm{\β}}_c)I_p^2\×2R_2---\left(17\right)$

三、项目额外性：

低压配变台区三相负荷在正常工作状态下持续(>15天)具有显著的不平衡度(>15％)，或者中性线电流大于额定相电流25％时应进行治理。开展三相不平衡负荷治理能够明显改善不平衡度，从而减少配电变压器及低压线路的损耗，相比未治理前的运行情况具有碳减排效果，因而项目活动具有额外性。

2)确定项目边界：

本发明提供的方法适用于以下的项目活动：

(1)现有低压配电变压器台区三相负荷不平衡的治理；

(2)新建低压配电变压器台区三相负荷不平衡的治理。

确定项目边界实质上是明确碳减排量核算的范围。低压配电网三相负荷不平衡治理项目的边界为：自安装三相负荷不平衡治理装置的低压线路至配电变压器高压侧连接点间的线路和变压器。

3)基于基准线方法学的碳减排量计算：

与低压配电网三相负荷不平衡治理项目活动关联的温室气体(GreenhouseGas，GHG)源为上游连接的发电厂，温室气体类型为CO₂。

(1)基准线情景下的排放量

在基准线情景下，低压配电网的负荷是三相显著不平衡的。为了准确地计算基准排放，需要项目人员尽可能获得在加装三相不平衡治理装置前低压配电系统的历史负荷数据。对于新建项目，需要获取本地区(直辖市/省会城市、地市、县)低压配电网三相负荷加权平均不平衡度较小的20％者的平均值与相关标准规定的限值之间的较小者作为基准线情景下的三相负荷不平衡度，计算基准线情景排放。为此，建议收集如下数据信息并按照该步骤计算基准线情景排放：

a)低压配电线路实施治理措施前或关闭三相负荷不平衡调补装置后实测的变压器二次侧各相负荷电流，以及b相电流、c相电流相对于a相电流的相位，计算三相电流的不平衡度；

b)变压器二次侧绕组、相线及中线的电阻；

c)计算低压线路在负荷不平衡时的损耗ΔP_total,line；

d)试验测得变压器零序阻抗，求解变压器的附加铁损ΔP_Fe；

e)求解变压器的附加铜损ΔP_cu；

f)求解变压器因三相负荷不平衡产生的总附加损耗，按照下式求和：

ΔP_total,tran＝ΔP_Fe+ΔP_cu(18)

假定基准线情景下的天气情况、线路输送容量与项目活动计入期相同，基准线情景下的排放量按照下式计算。

BE_t＝T×(1-α)(ΔP_total,line,t+ΔP_total,tran,t)×10^-6×EF_grid,CM,y(19)

式中，a—第t个计入期线路的停电检修时间占比；

ΔP_total,line,t—第t个计入期基准线情景下线路的加权平均附加功率损耗，单位W；

ΔP_total,tran,t—第t个计入期基准线情景下变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；

EF_grid,CM,y—第y年(包含在第t个计入期)的电力系统组合排放因子，单位tCO2/MWh。

由于基准线情景是一种假象的情况，用来估算项目活动不存在时可能发生的温室气体排放。为了避免高估基准线情景排放，通常会在相近的基准线情景中选择较保守的一个。基准线情景和项目活动具有相同长度的计入期。

(2)项目排放量计算

项目活动中，在低压配电系统加装治理装置来降低三相负荷的不均衡度，从而减少低压配电网的损耗。项目排放量按照下式计算。

PE_t＝T[(1-α)(1-r)(ΔP′_total,line,t+ΔP′_total,tran,t+ΔP_z,t)+r(ΔP_total,line,j+ΔP_total,tran,j)]×10^-6×EF_grid,CM,y(20)

式中：ΔP′_total,nb,t—第t个计入期项目活动下线路的加权平均附加损耗(包括中线)，单位W；

ΔP′_total,tran,t—第t个计入期项目活动下变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；

ΔP_z,t—第t个计入期治理装置的额定功率损耗，单位W；

r—第t个计入期三相负荷不平衡治理装置自身的停运时间比例(不包括线路停电检修时间，也就是说三相负荷不平衡治理装置的总停运时间为线路停运时间加上装置自身停运时间)；

ΔP_total,line,j—三相负荷不平衡治理装置停运期间线路的加权平均附加功率损耗(包括中线)，单位W；

ΔP_total,tran,j—三相负荷不平衡治理装置停运期间变压器的加权平均附加功率损耗，单位W。

三相不平衡电流可分解为平衡的正序、负序和零序电流，其中的负序电流可以毫无阻碍地穿过变压器引起中压线路三相负荷不平衡，从而带来中压线路损耗的增加。由于某个低压台区三相负荷不平衡对中压电网的影响甚小，且多个三相负荷不平衡台区电流叠加的综合效果很可能改善中压电网的不平衡度。为简化计算，不考虑中压电网及更高电压等级电网的碳排放泄漏，则项目的碳减排量为：

DE_t＝BE_t-PE_t(21)

式中：DE_t——第t个计入期项目活动产生的碳减排量，单位tCO₂；BE_t为第t个计入期基准线情景下的碳排放量，单位tCO₂；PE_t为第t个计入期项目活动情形下碳排放量，单位tCO₂。

4)基于监测方法学的数据量测

监测方法学说明项目中对温室气体减排有关数据的连续或周期性的评价。依据项目基准线方法学中减排量的量化计算模型，将用到的参数分成测量参数和约定参数两类。约定参数不需要测量且不属于数据监测的范围，其来源应是下列文件之一：

(1)电网节能项目的可行性研究报告；

(2)设备制造商提供的产品说明文件或相关参数；

(3)第三方检测机构出具的试验报告；

(4)提交政府机构申请批复的项目文件；

(5)提交给融资机构进行评估的项目文件；

(6)国家有关部门公布的官方参考数据。

项目中的约定参数为：

(1)相线电阻；

(2)中线电阻；

(3)配电变压器二次侧绕组的电阻；

(4)变压器零序阻抗；

(5)三相负荷不平衡治理装置的额定功率损耗；

(6)线路停电检修时间；

(7)三相负荷不平衡治理装置的停运时间；

(8)计入期时长；

(9)电力系统组合排放因子。

其中，变压器零序阻抗的测量试验应符合相关标准的规定。

测量参数的来源是直接测量，或者测量其它参数并通过计算间接得到。项目中的测量参数为：配电变压器二次侧三相电流值及其相角差。测量参数可利用配电变压器低压侧配置的电能计量装置等监测(如果电能计量装置配置在配电变压器高压侧，则需要将测量值等效折算到低压侧)。测量频次依据核查需要确定，理论上测量频次越高，得到的结果越准确。电能计量装置及其测量操作应符合安全生产和相关标准的规定。

式(20)中，ΔP_total,line、ΔP′_total,line通过测量配电变压器二次侧三相电流值及其相位，计算平均电流、各相电流的不平衡度、中线电流；约定相线电阻、中线电阻值后，代入式(10)计算得到。ΔP_total,tran、ΔP′_total,tran通过测量配电变压器二次侧三相电流值及其相位，计算平均电流、各相电流的不平衡度、中线电流；约定变压器的零序阻抗、变压器二次侧绕组的电阻，并代入式(13)、式(16)和式(18)计算得到。

实施例

中低压电网负荷三相不平衡治理的方法主要有2种，一种在变压器低压侧安装电力电子装置，另一种在配电室调节负荷在三相间均衡分布。前者的项目边界一般仅包含变压器，这种治理措施由于采用智能控制技术，可将不平衡度降低至零且效果稳定，如图3。后者的项目边界包括变压器及其连接的低压线路，这种治理措施通过负载的相间调整均衡其在三相的分布，虽然能够降低三相负荷不平衡度，但由于各相接入的负荷随机变化，导致治理后的效果不够稳定，如图4。

以图4的应用场景为例，表1的数据是某台区一个代表日实测数据的分析结果。为简化计算，假定计入期其它时间的线路工况与代表日相同。

表1测量得到的平均相电流

低压线路参数见表2。

表2低压线路的等效参数

(1)基准线情境碳排放量

负载相间调整前，三相的平均电流为：

I_p＝(I_a+I_b+I_c)/3＝87.88(A)

计算各相电流不平衡度：

${\mathrm{\β}}_a=\frac{I_a-I_p}{I_p}\×100\%=-17.24\%$

同理，可得β_b＝-27.59％，β_c＝44.83％。

相线上的加权平均附加功率损耗为：

${\mathrm{\ΔP}}_{phase}=(3+{\mathrm{\β}}_a^2+{\mathrm{\β}}_b^2+{\mathrm{\β}}_c^2)I_p^2{R}_l=10214.95\left(W\right)$

中线上的加权平均附加功率损耗为：

${\mathrm{\ΔP}}_N=I_N^2{R}_N=2842.57\left(W\right)$

低压线路的加权平均附加功率损耗为：

ΔP_total,line＝ΔP_phase+ΔP_N＝13057.52(W)

试验测得变压器的零序电阻为24Ω，二次侧绕组的电阻为0.12Ω，配电变压器的附加损耗为

ΔP_total,tran＝ΔP_Fe+ΔP_cu＝989.4(W)

线路检修时间比例a统计为0.05，计入期的时间为1年，EF_grid,CM,y取0.9171。按照式(19)计算基准线情境碳排放量：

BE_t＝107.2075(t)

(2)项目碳排放量

三相负荷不平衡治理装置的额定功率为15W，停运时间比例r＝0，按照式(20)计算项目碳排放量：

PE_t＝91.58(t)

按照式(21)计算碳减排量为：

DE_t＝BE_t-PE_t＝15.63(t)

本发明针对低压配电网三相负荷不平衡治理项目，分析三相负荷不平衡在低压线路和台区变压器中产生的附加损耗，并基于该附加损耗计算实施三相负荷不平衡治理后，因所关注低压配电网间接碳排放强度降低带来的碳减排量。该核算方法可用于注册我国的自愿减排方法学，评价低压配电网三相负荷不平衡治理措施的碳减排效果，以及对电网企业的碳资产管理提供技术指导。同时，通过加强对中低压电网运行优化的管理，能够促进电网运行效率的进一步提升，不仅影响电网企业节能目标的实现，也直接关系到电网企业自身的经济效益。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低压配电网三相负荷不平衡治理项目碳减排量的核算方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

1)低压配电网三相负荷不平衡治理项目额外性分析；

2)确定项目边界；

3)基准线情景碳排放量计算；

4)项目碳排放量计算；

5)数据监测方法；

6)确定碳减排量。

2.如权利要求1所述的核算方法，其特征在于，所述步骤1)中，低压配电网三相负荷不平衡治理项目的额外性分析包括分析配电变压器的附加损耗和低压线路的附加损耗。

3.如权利要求1所述的核算方法，其特征在于，所述步骤2)中，确定项目边界是明确碳减排量核算的范围；低压配电网三相负荷不平衡治理项目的边界为：自安装三相负荷不平衡治理装置的低压线路至配电变压器高压侧连接点间的线路和配电变压器。

4.如权利要求1所述的核算方法，其特征在于，所述步骤3)中，基准线情景碳排放量计算包括：

收集如下数据信息并按照下述步骤计算基准线情景碳排放量：

1)低压配电线路实施治理措施前或关闭三相负荷不平衡调补装置后实测的配电变压器二次侧各相负荷电流，以及b相电流、c相电流相对于a相电流的相位，计算低压配电线路三相负荷电流的不平衡度；

2)配电变压器二次侧绕组、低压线路的相线及中线的电阻；

3)计算低压线路在三相负荷不平衡时的损耗ΔP_total,line；

4)通过试验测得配电变压器零序阻抗，计算附加铁损ΔP_Fe；

5)计算配电变压器的附加铜损ΔP_cu；

6)计算配电变压器因三相负荷不平衡产生的总附加损耗，按照下式求和：

ΔP_total,tran＝ΔP_Fe+ΔP_cu

基准线情景为未加装三相负荷不平衡治理装置的低压配电线路，其正常、连续工作在一个计入期的碳排放即为基准线情景排放；基准线情景下的三相负荷不平衡度应取一个计入期内的加权平均值，权值由电网在对应不平衡度下运行的时间占整个计入期的比例确定；对于新建项目，取本地区低压配电网加权平均三相负荷不平衡度较小的20％者的平均值与相关标准规定的限值之间的较小者，计算基准线情景排放；

假定基准线情景下的天气情况、线路输送容量与项目活动计入期时相同，基准线情景下的碳排放量按照下式计算：

BE_t＝T×(1-α)(ΔP_total,line,t+ΔP_total,tran,t)×10^-6×EF_grid,CM,y

式中：T为第t个计入期的时长，单位小时；a为第t个计入期线路的停电检修时间占比；ΔP_total,line,t为第t个计入期基准线情景下线路的加权平均附加功率损耗，单位W；ΔP_tran,total,t为第t个计入期基准线情景下配电变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；EF_grid,CM,y为包含第t个计入期第y年的电力系统组合排放因子，单位tCO₂/MWh；BE_t为第t个计入期基准线情景下的碳排放量，单位tCO₂。

5.如权利要求1所述的核算方法，其特征在于，所述步骤4)中，项目碳排放量按照下式计算：

PE_t＝T[(1-α)(1-r)(ΔP′_total,line,t+ΔP′_total,tran,t+ΔP_z,t)+r(ΔP_total,line,j+ΔP_total,tran,j)]×10^-6×EF_grid,CM,y

式中：PE_t为第t个计入期项目活动情形下碳排放量，单位tCO₂；ΔP′_total,line,t为第t个计入期项目活动情形下包括中线的线路加权平均附加功率损耗，单位W；ΔP′_total,tran,t为第t个计入期项目活动情形下变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；ΔP_z,t为第t个计入期治理装置的额定功率损耗，单位W；r为第t个计入期三相负荷不平衡治理装置自身的停运时间比例；ΔP_total,line,j为三相负荷不平衡治理装置停运期间包括中线的线路的加权平均附加功率损耗，单位W；ΔP_total,tran,j为三相负荷不平衡治理装置停运期间变压器的加权平均附加功率损耗，单位W；EF_grid,CM,y为包含第t个计入期第y年的电力系统组合排放因子，单位tCO₂/MWh。

6.如权利要求1所述的核算方法，其特征在于，所述步骤5)中，数据监测方法包括：

依据项目基准线情景碳排放和项目碳排放的量化计算模型，将计算用到的数据分成测量参数和约定参数两类；约定参数不需要测量，但其来源为下列文件之一：

1)电网节能项目的可行性研究报告；

2)设备制造商提供的产品说明文件或相关参数；

3)第三方检测机构出具的试验报告；

4)提交政府机构申请批复的项目文件；

5)提交给融资机构进行评估的项目文件；

6)国家有关部门公布的官方参考数据；

项目中的约定参数为：

1)相线电阻；

2)中线电阻；

3)配电变压器二次侧绕组的电阻；

4)变压器零序阻抗；

5)三相负荷不平衡治理装置的额定功率损耗；

6)线路停电检修时间；

7)三相负荷不平衡治理装置的停运时间；

8)计入期时长；

9)电力系统组合排放因子；

测量参数的来源是直接测量，或者测量其它参数并通过计算间接得到；项目中的测量参数为：配电变压器二次侧三相电流幅值及其相位；

由于终端负荷时刻变化，应使用电能表或电能质量分析仪等连续监测一个计入期内的相电流及其相位的变化；测量频次越高得到的结果越准确；实际操作时，测量周期依据负荷变化的剧烈程度确定，负荷变化平缓时加大测量周期，负荷变化剧烈时减小测量周期，测量值取测量周期内的平均值。

7.如权利要求1所述的核算方法，其特征在于，所述步骤6)中，最终的碳减排量是基准线情景碳排放量减去项目碳排放量的差值，不计泄漏量，即:

DE_t＝BE_t-PE_t

式中:DE_t为第t个计入期项目活动产生的碳减排量，单位tCO₂；BE_t为第t个计入期基准线情景下的碳排放量，单位tCO₂；PE_t为第t个计入期项目活动情形下碳排放量，单位tCO₂。