CN114549228A - 一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，具体包括以下步骤：S1：判断当前时刻是否为一个计算周期的结束时刻，若是则执行后续步骤，否则处于等待状态；S2：读取广域测量系统收集到的省级电网网内火电机组碳排放数据以及省间断面电力交换数据；S3：在线计算省级电网网内火电机组的二氧化碳排放量；S4：在线计算外购电力产生的二氧化碳排放量；本发明的有益效果在于：本发明提供的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，充分利用广域测量系统基于统一时标采集信息的特点，准确获取同一时段内电网各个碳排放源的二氧化碳排放量。具有可操作性强、考虑因素全面、方案合理等优点，具有较高的工程实用价值。

Description

一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，具体为一种依托于广域测量系统的省级电网 碳排放在线计算方法。
背景技术
碳减排工作需要科学的碳排放核算方法作为支撑。目前，电网碳排放核算主要采用离 线方式，这种核算方式不能准确反映同一个时间段内各个碳排放源的排放量，进而无法对 电网碳排放实时状态开展精细化地评估和分析。
基于同步相量测量装置(PhasorMeasurementUnit，PMU)的广域测量系统(WideAreaMeasurementSystem，WAMS)在高速广域通信技术的支持下，基于 统一时标采集信息，能实时监测电力系统的运行状态。近年来，广域测量系统逐 步发展，已进入实质化应用阶段。目前，我国省级电网大部分已部署了广域测量 系统，电厂、省间断面大多也已装设了同步相量测量装置，这些同步相量测量装 置已被用于测量电压、电流、水轮机导叶开度、发电机功角等。借助于广域测量 系统，可实现省级电网碳排放的在线计算。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线 计算方法，从而实现省级电网实时碳排放量的准确核算，同时也有效提升广域测 量系统的工程实用价值。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种依托于广域测量系统的省级电网碳 排放在线计算方法，具体包括以下步骤：
S1：判断当前时刻是否为一个计算周期的结束时刻，若是则执行后续步骤， 否则处于等待状态；
S2：读取广域测量系统收集到的省级电网网内火电机组碳排放数据以及省间 断面电力交换数据；
S3：在线计算省级电网网内火电机组的二氧化碳排放量；
S4：在线计算外购电力产生的二氧化碳排放量；
S5：将所述步骤S3和S4中得到的二氧化碳排放量相加，得到省级电网发 电设施二氧化碳排放总量。
进一步地，所述步骤S2中省级电网网内火电机组碳排放数据包括二氧化碳 浓度、净烟气流量、净烟气温度、净烟气压力等。
进一步地，所述省级电网网内火电机组碳排放数据由火电厂碳排放监测装置 通过通讯模块上传至装设于火电厂的同步相量测量装置；通过全球定位系统的时 钟同步技术对省级电网网内火电机组碳排放数据打上时标，并存储于同步相量测 量装置。
进一步地，所述步骤S2中的省间断面电力交换数据由装设于省间联络线的 同步相量测量装置进行测量、计算和存储。
进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：遍历读取步骤S2所述的省级电网网内火电机组碳排放数据，读取时 段为上一个计算周期结束时刻至当前时刻；
S32：采用数据清洗技术对步骤S31所述数据进行处理，剔除异常数据；
S33：针对经步骤S32处理后的数据，基于数值积分计算得到计算周期内火 电机组的二氧化碳排放量；
S34：将同一电厂内所有火电机组的二氧化碳排放量进行累加，从而得到电 厂在计算周期内的二氧化碳排放量；
S35：对于未装设同步相量测量装置的火电厂，利用能量管理系统得到计算 周期内火电厂的发电量，再利用历史数据统计得到的单位电量生产过程中所产生 的二氧化碳排放量，估算出电厂在计算周期内的二氧化碳排放量；
S36：将省网网内所有火电厂的二氧化碳排放量进行累加，从而得到网内所 有火电厂在计算周期内的二氧化碳排放量。
进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：遍历读取步骤S2所述的省间断面电力交换数据，读取时段为上一个 计算周期结束时刻至当前时刻；
S42：采用数据清洗技术对步骤S41所述数据进行处理，剔除异常数据；
S43：针对经步骤S42处理后的数据，基于数值积分方法得到计算周期内省 间断面的交换电量；
S44：将省级电网各省间断面的交换电量进行累加，从而得到省网与外网之 间的净交换电量；
S45：获取计算周期内省网网内总发电量；
S46：针对互联的各省级电网，重复执行步骤S41～S45，从而得到计算周期 内各省网与相应外网之间的净交换电量以及省网网内总发电量；
S47：按照无外购电量、有外购电量并且电网二氧化碳排放因子已知的顺序， 根据第一公式依次计算各省网二氧化碳排放因子；
S48：计算周期内，当省网向外网净购入电量时，根据第二公式计算省网外 购电力产生的二氧化碳排放量；否则，省网外购电力产生的二氧化碳排放量为零。
进一步地，所述第一公式为：
Figure BDA0003350697980000031
式中，Fk表示k省的二氧化碳排放因子；Ck1表示计算周期内k省网内火电机组 二氧化碳总排放量；计算周期内，当k省向i省购入电量并且i省网内火电机组 二氧化碳总排放量已知时，计算周期内k省向i省净购入的电量用Gi表示，i省 二氧化碳排放因子用Fi表示；计算周期内，当k省向j网购入电量并且j网火电 机组二氧化碳总排放量未知时，计算周期内k省向j网净购入的电量用Gj表示， j网二氧化碳排放因子用Fj表示，Fj采用j网离线碳排放因子；Gk为计算周期内 k省网内总发电量。
进一步地，所述第二公式为：
Ck2＝Σi(Gi×Fi)+Σj(Gj×Fj)
式中，Ck2表示k省网外购电力产生的二氧化碳排放量。
本发明的有益效果在于：本发明提供的依托于广域测量系统的省级电网碳排 放在线计算方法，充分利用广域测量系统基于统一时标采集信息的特点，准确获 取同一时段内电网各个碳排放源的二氧化碳排放量。具有可操作性强、考虑因素 全面、方案合理等优点，具有较高的工程实用价值。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述， 并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见 的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下 面的说明书来实现和获得。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在 线计算方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更加清楚地描述本发明的思想，技术方案和优点，具体实施方式通过实 施例和附图来表明。显然地，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在未付出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，具 体包括以下步骤：
S1：判断当前时刻是否为一个计算周期的结束时刻，若是则执行后续步骤， 否则处于等待状态；
S2：读取广域测量系统收集到的省级电网网内火电机组碳排放数据以及省间 断面电力交换数据；
所述步骤S2中省级电网网内火电机组碳排放数据包括二氧化碳浓度、净烟 气流量、净烟气温度、净烟气压力等；
所述省级电网网内火电机组碳排放数据由火电厂碳排放监测装置通过通讯 模块上传至装设于火电厂的同步相量测量装置；通过全球定位系统的时钟同步技 术对省级电网网内火电机组碳排放数据打上时标，并存储于同步相量测量装置；
省间断面电力交换数据由装设于省间联络线的同步相量测量装置进行测量、 计算和存储。
S3：在线计算省级电网网内火电机组的二氧化碳排放量；
S3具体包括以下步骤：
S31：遍历读取步骤S2所述的省级电网网内火电机组碳排放数据，读取时 段为上一个计算周期结束时刻至当前时刻；
计算周期可以取半小时、一小时或更长的时段。
S32：采用数据清洗技术对步骤S31所述数据进行处理，剔除异常数据；
S33：针对经步骤S32处理后的数据，基于数值积分计算得到计算周期内火 电机组的二氧化碳排放量；
S34：将同一电厂内所有火电机组的二氧化碳排放量进行累加，从而得到电 厂在计算周期内的二氧化碳排放量；
S35：对于未装设同步相量测量装置的火电厂，利用能量管理系统得到计算 周期内火电厂的发电量，再利用历史数据统计得到的单位电量生产过程中所产生 的二氧化碳排放量，估算出电厂在计算周期内的二氧化碳排放量；
S36：将省网网内所有火电厂的二氧化碳排放量进行累加，从而得到网内所 有火电厂在计算周期内的二氧化碳排放量。
S4：在线计算外购电力产生的二氧化碳排放量。
在线计算外购电力产生的二氧化碳排放量具体包括以下步骤：
S41：遍历读取步骤S2所述的省间断面电力交换数据，读取时段为上一个 计算周期结束时刻至当前时刻；
S42：采用数据清洗技术对步骤S41所述数据进行处理，剔除异常数据；
S43：针对经步骤S42处理后的数据，基于数值积分方法得到计算周期内省 间断面的交换电量；
S44：将省级电网各省间断面的交换电量进行累加，从而得到省网与外网之 间的净交换电量；
S45：获取计算周期内省网网内总发电量；
S46：针对互联的各省级电网，重复执行步骤S41～S45，从而得到计算周期 内各省网与相应外网之间的净交换电量以及省网网内总发电量；
S47：按照无外购电量、有外购电量并且电网二氧化碳排放因子已知的顺序， 根据第一公式依次计算各省网二氧化碳排放因子；
所述第一公式为：
Figure BDA0003350697980000051
式中，Fk表示k省的二氧化碳排放因子；Ck1表示计算周期内k省网内火电机组 二氧化碳总排放量；计算周期内，当k省向i省购入电量并且i省网内火电机组 二氧化碳总排放量已知时，计算周期内k省向i省净购入的电量用Gi表示，i省 二氧化碳排放因子用Fi表示；计算周期内，当k省向j网购入电量并且j网火电 机组二氧化碳总排放量未知时，计算周期内k省向j网净购入的电量用Gj表示， j网二氧化碳排放因子用Fj表示，Fj采用j网离线碳排放因子；Gk为计算周期内 k省网内总发电量。
当省网向其他国家或其他地区购入电量时，这些国家或地区的二氧化碳排放 量不能在线确定的情况下，这些国家或地区电网属于步骤S47中所述的j网，对 应的离线碳排放因子采用这些国家或地区最新发布的碳排放因子。
S48：计算周期内，当省网向外网净购入电量时，根据第二公式计算省网外 购电力产生的二氧化碳排放量；否则，省网外购电力产生的二氧化碳排放量为零。
所述第二公式为：
Ck2＝Σi(Gi×Fi)+Σj(Gj×Fj)
式中，Ck2表示k省网外购电力产生的二氧化碳排放量。
S5：将所述步骤S3和S4中得到的二氧化碳排放量相加，得到省级电网发 电设施二氧化碳排放总量。
依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，充分利用广域测量系 统基于统一时标采集信息的特点，准确获取同一时段内电网各个碳排放源的二氧 化碳排放量。具有可操作性强、考虑因素全面、方案合理等优点，具有较高的工 程实用价值。
上述所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说 明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、 改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：判断当前时刻是否为一个计算周期的结束时刻，若是则执行后续步骤，否则处于等待状态；
S2：读取广域测量系统收集到的省级电网网内火电机组碳排放数据以及省间断面电力交换数据；
S3：在线计算省级电网网内火电机组的二氧化碳排放量；
S4：在线计算外购电力产生的二氧化碳排放量；
S5：将所述步骤S3和S4中得到的二氧化碳排放量相加，得到省级电网发电设施二氧化碳排放总量。
2.根据权利要求1所述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述步骤S2中省级电网网内火电机组碳排放数据包括二氧化碳浓度、净烟气流量、净烟气温度、净烟气压力等。
3.根据权利要求2所述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述省级电网网内火电机组碳排放数据由火电厂碳排放监测装置通过通讯模块上传至装设于火电厂的同步相量测量装置；通过全球定位系统的时钟同步技术对省级电网网内火电机组碳排放数据打上时标，并存储于同步相量测量装置。
4.根据权利要求2述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述步骤S2中的省间断面电力交换数据由装设于省间联络线的同步相量测量装置进行测量、计算和存储。
5.根据权利要求4所述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：遍历读取步骤S2所述的省级电网网内火电机组碳排放数据，读取时段为上一个计算周期结束时刻至当前时刻；
S32：采用数据清洗技术对步骤S31所述数据进行处理，剔除异常数据；
S33：针对经步骤S32处理后的数据，基于数值积分计算得到计算周期内火电机组的二氧化碳排放量；
S34：将同一电厂内所有火电机组的二氧化碳排放量进行累加，从而得到电厂在计算周期内的二氧化碳排放量；
S35：对于未装设同步相量测量装置的火电厂，利用能量管理系统得到计算周期内火电厂的发电量，再利用历史数据统计得到的单位电量生产过程中所产生的二氧化碳排放量，估算出电厂在计算周期内的二氧化碳排放量；
S36：将省网网内所有火电厂的二氧化碳排放量进行累加，从而得到网内所有火电厂在计算周期内的二氧化碳排放量。
6.根据权利要求1所述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41：遍历读取步骤S2所述的省间断面电力交换数据，读取时段为上一个计算周期结束时刻至当前时刻；
S42：采用数据清洗技术对步骤S41所述数据进行处理，剔除异常数据；
S43：针对经步骤S42处理后的数据，基于数值积分方法得到计算周期内省间断面的交换电量；
S44：将省级电网各省间断面的交换电量进行累加，从而得到省网与外网之间的净交换电量；
S45：获取计算周期内省网网内总发电量；
S46：针对互联的各省级电网，重复执行步骤S41～S45，从而得到计算周期内各省网与相应外网之间的净交换电量以及省网网内总发电量；
S47：按照无外购电量、有外购电量并且电网二氧化碳排放因子已知的顺序，根据第一公式依次计算各省网二氧化碳排放因子；
S48：计算周期内，当省网向外网净购入电量时，根据第二公式计算省网外购电力产生的二氧化碳排放量；否则，省网外购电力产生的二氧化碳排放量为零。
7.根据权利要求6所述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述第一公式为：
Figure FDA0003350697970000021
式中，Fk表示k省的二氧化碳排放因子；Ck1表示计算周期内k省网内火电机组二氧化碳总排放量；计算周期内，当k省向i省购入电量并且i省网内火电机组二氧化碳总排放量已知时，计算周期内k省向i省净购入的电量用Gi表示，i省二氧化碳排放因子用Fi表示；计算周期内，当k省向j网购入电量并且j网火电机组二氧化碳总排放量未知时，计算周期内k省向j网净购入的电量用Gj表示，j网二氧化碳排放因子用Fj表示，Fj采用j网离线碳排放因子；Gk为计算周期内k省网内总发电量。
8.根据权利要求7所述的依托于广域测量系统的省级电网碳排放在线计算方法，其特征在于，所述第二公式为：
Ck2＝∑i(Gi×Fi)+∑j(Gj×Fj)
式中，Ck2表示k省网外购电力产生的二氧化碳排放量。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115511340A (zh) * 2022-10-10 2022-12-23 南方电网能源发展研究院有限责任公司 电力碳排放因子处理方法、装置、计算机设备和存储介质

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