CN114663163A - 考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置 - Google Patents

考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置 Download PDF

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CN114663163A CN202210382247.9A CN202210382247A CN114663163A CN 114663163 A CN114663163 A CN 114663163A CN 202210382247 A CN202210382247 A CN 202210382247A CN 114663163 A CN114663163 A CN 114663163A
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Abstract

本申请公开了一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置，其中，方法包括：基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果；基于拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路；以及基于等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。由此，解决了相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题。

Description

考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置
技术领域
本申请涉及电力系统运行技术领域，特别涉及一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置。
背景技术
电力市场环境下，电厂与负荷之间会存在双边交易形式的购售电合同。通过电力合约签订购售电协议，相当于认定该电厂的部分发电电量直接传输给某电力用户。而绿色电力交易是电力市场中长期市场体系框架中的一个全新交易品种，其形式类似于双边购售电合同，通过匹配清洁能源的生产侧与消费侧，将有意愿承担更多社会责任的电力用户进行区分，与风电、光伏发电项目进行直接交易。绿色电力交易从市场角度实现新能源消纳成本的合理分摊，有效化解可再生能源对传统电力系统造成的成本上升问题。
近年来，随着人们环保意识的增强，国内外企业购买绿色电力需求逐渐迫切，部分企业制定了在未来十几年内实现100％绿色电力生产的目标，出口企业也希望通过消费绿色电力来提升产品的竞争力，绿色电力交易的规模逐渐扩张。另一方面，在绿色电力交易之外，传统能源发电目前仍然是电力领域的主流发电形式，而不参与绿色电力交易的企业也仍然需要核算企业的用电等效碳排放。
目前，相关技术的核算方案目前主要分为两个大类：
第一类是针对国家与地区的碳核算，主要统计一个区域内的年度碳排放总量，然而此种方法无法适用于大规模跨区电力运输；
第二类是通过碳排放流理论，将碳排放作为电力流动的标签，实现在电力流动过程中同步计量等效碳排放的流动，然而，相关技术的碳排放流理论建立在区域碳排放强度均分假设上，这与跨区域绿电交易的宗旨不符。
综上，相关技术的适用性较差，无法有效在大规模电力交易合约下，进行碳排放的分析，亟需改进。
发明内容
本申请提供一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置，以解决相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题。
本申请第一方面实施例提供一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法，包括以下步骤：基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果；基于所述拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路；以及基于所述等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据所述潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于所述拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路，包括：在合约机组的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第一虚拟节点，在外送线路中设置虚拟电源，将用于外送的机组转化为虚拟电源，设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组，设置在所述外送通道的初始端口；在等效负荷的处理过程中，将所述原有的单个节点上增加多个第二虚拟节点，在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与所述绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷，设置在所述外送通道的末端；在虚拟节点与等效节点之间联络线的处理过程中，将虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，其中，联络线电力潮流为0；在直供虚拟线路的等值过程中，建立直送虚拟线路的等效建模方案；在双向送电通道的调整过程中，建立双向的合约机组以及双向的线路。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，包括：根据合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流中的至少一项。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标地区的全部负荷每单位用电等效碳排放的计算公式为：
Figure BDA0003592300230000021
其中，i为节点，
Figure BDA0003592300230000022
为节点i的负荷，
Figure BDA0003592300230000023
为节点i的单位用电碳排放强度。
本申请第二方面实施例提供一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置，包括：拆分模块，用于基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果；构建模块，用于基于所述拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路；以及分析模块，用于基于所述等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据所述潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建模块包括：第一虚拟节点，在合约机组的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第一虚拟节点，在外送线路中设置虚拟电源，将用于外送的机组转化为虚拟电源，设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组，设置在所述外送通道的初始端口；第二虚拟节点，在等效负荷的处理过程中，将所述原有的单个节点上增加多个第二虚拟节点，在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与所述绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷，设置在所述外送通道的末端；处理单元，用于在虚拟节点与等效节点之间联络线的处理过程中，将虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，其中，联络线电力潮流为0；建模单元，用于在直供虚拟线路的等值过程中，建立直送虚拟线路的等效建模方案；调整单元，用于在双向送电通道的调整过程中，建立双向的合约机组以及双向的线路。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述分析模块包括：获取单元，用于根据合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流中的至少一项。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标地区的全部负荷每单位用电等效碳排放的计算公式为：
Figure BDA0003592300230000031
其中，i为节点，
Figure BDA0003592300230000032
为节点i的负荷，
Figure BDA0003592300230000033
为节点i的单位用电碳排放强度。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法。
本申请实施例可以在传统碳排放流理论的基础上，基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，通过引入等值节点及线路，对传统碳排放计量结果进行修正，从而得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放，可以在考虑电力合约的情况下，有效计量电力系统中的碳排放流动，进行用户的中长期用电等效碳排放量核实，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量，适用性较高。由此，解决了相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的合约机组与等效负荷建模的原理示意图；
图3为根据本申请一个实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的直送虚拟线路建模方式的节点连接示意图；
图4为根据本申请一个实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的双向送电通道的节点连接示意图；
图5为根据本申请一个实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的流程图；
图6为根据本申请实施例提供的一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置的结构示意图；
图7为根据本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法及装置。针对上述背景技术中心提到的相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题，本申请提供了一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法，在该方法中，可以在传统碳排放流理论的基础上，基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，通过引入等值节点及线路，对传统碳排放计量结果进行修正，从而得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放，可以在考虑电力合约的情况下，有效计量电力系统中的碳排放流动，进行用户的中长期用电等效碳排放量核实，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量，适用性较高。由此，解决了相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的流程示意图。
如图1所示，该考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法包括以下步骤：
在步骤S101中，基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果。
在实际执行过程中，本申请实施例可以基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，获取电力系统中的网络拓扑结构、电力系统潮流数据、绿电合约交易的交易量以及交易双方的节点信息，并将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果，便于后续进行等值建模，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量。
在步骤S102中，基于拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路。
本领域技术人员可以理解到的是，传统的碳排放流理论建立在区域碳排放强度均分假设上，然而在实际应用过程中，区域碳排放强度不尽相同，因此，本申请实施例在传统的碳排放流理论的基础上，可以引入等值的节点以及线路，基于上述步骤中的拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路，从而将传统的碳排放计量结果进行修正，进而有利于实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量。
可选地，在本申请的一个实施例中，基于拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路，包括：在合约机组的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第一虚拟节点，在外送线路中设置虚拟电源，将用于外送的机组转化为虚拟电源，设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组，设置在外送通道的初始端口；在等效负荷的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第二虚拟节点，在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷，设置在外送通道的末端；在虚拟节点与等效节点之间联络线的处理过程中，将虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，其中，联络线电力潮流为0；在直供虚拟线路的等值过程中，建立直送虚拟线路的等效建模方案；在双向送电通道的调整过程中，建立双向的合约机组以及双向的线路。
具体地，本申请实施例可以通过等值建模，实现在传统的碳排放流理论的基础上，可以引入等值的节点以及线路，从而修正传统的碳排放计量结果的目的，其具体的建模过程可以包括以下步骤：
1、合约机组的处理
在传统的电力系统建模等值中，可以将特定区域建模为一个节点，并将该区域内的所有机组等值为一台机组，从而将区域内所有负荷等效为一个负荷。
如图2所示，本申请实施例可以对传统的等值网络进行改进，包括：
a、将原有的单个节点上增加若干个虚拟节点。
b、在外送线路中设置虚拟电源，将专用于外送的机组转化为虚拟电源设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组设置在外送通道的初始端口。
在本申请实施例中，合约机组的参数可以根据地区电源留存与外送方案进行设置，系统中所有合约机组与网内等效机组的等效容量、等效碳势的内容将与网内电源保持一致，从而保障系统碳排放的平衡。
其中，虚拟电源的出力曲线以及对应的等效碳排放强度可以由电量合约决定，举例而言，在绿电交易中，合约机组的碳排放强度可设置为零。
具体的，在节点i处，将节点拆分为虚拟节点i1与i2。其中，虚拟节点i1中包含等效机组与原有节点的负荷，虚拟节点i2包含合约机组。虚拟节点i2与合约中规定的送出线路连接，虚拟节点i1与所有连接到原有节点i的其余线路有连接。
合约机组容量
Figure BDA0003592300230000061
等效机组容量
Figure BDA0003592300230000062
与原有机组容量
Figure BDA0003592300230000063
满足以下关系：
Figure BDA0003592300230000064
合约机组出力
Figure BDA0003592300230000065
等效机组出力
Figure BDA0003592300230000066
与原有机组真实出力
Figure BDA0003592300230000067
满足以下关系
Figure BDA0003592300230000068
合约机组碳势
Figure BDA0003592300230000069
等效机组碳势
Figure BDA00035923002300000610
与原有机组真实碳势
Figure BDA00035923002300000611
满足以下关系：
Figure BDA00035923002300000612
2、等效负荷的处理
若签订绿色电力交易的对象为整个节点，则该节点处的电力负荷不需要进行额外处理，可以将节点的负荷全部建模在原有节点处，将整个节点内的所有负荷等效为一个负荷。
如图2所示，若签订电力交易合同的为节点内的部分特定企业，则应当将该企业的负荷从节点整体负荷中独立出来，进行单独建模，具体包括：
a、将原有的单个节点上再增加若干个虚拟节点。
b、在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订了合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷设置在外送通道的末端。
具体的，在节点i处，将节点拆分为虚拟节点i1与i2。其中，虚拟节点i1中包含等效负荷与原有节点的机组，虚拟节点i2包含合约负荷。虚拟节点i2与合约中规定的送入线路连接，虚拟节点i1与所有连接到原有节点i的其余线路有连接。
具体的，在节点i处，合约负荷总量
Figure BDA0003592300230000071
等效机组出力
Figure BDA0003592300230000072
与原有机组真实出力
Figure BDA00035923002300000710
满足以下关系
Figure BDA0003592300230000073
3、虚拟节点与等效节点之间联络线的处理
在上述1和2两个步骤中，可以建立虚拟节点，一个原有节点在建模过程中可能被拆分出多个虚拟节点。在计算过程中，虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，但该联络线电力潮流为0。
4、直供虚拟线路的等值
如图3所示，本申请实施例可以建立直送虚拟线路的等效建模方案，建模方式如下：
若节点i与节点a,b,c的连接方式为i-a,a-b,b-c，且节点i与节点a,b,c的负荷均存在合约交易(其中，特征在于节点i没有与所有达成交易的节点都存在直接连接的线路)，进而直送虚拟线路的建立方式为建立i-a,a-b,b-c的虚拟线路。
具体的，对于直供等值线路b，线路电量Pb与线路末端负荷
Figure BDA0003592300230000074
满足以下关系
Figure BDA0003592300230000075
5、双向送电通道的调整
需要注意的是，在某些特殊情况下(例如季节性电能非常丰富的地区周边)，送电通道可能会存在一种现象，即在不同时间内，线路的电流方向相反。此时，即不存在绝对的送端电网与受端电网，电网之间在不同时间段内会双向送电。
基于此情况，需要建立双向的合约机组以及双向的线路。如图4所示，建立方式为，对于存在双向送电通道的线路，建模时删去原有线路，将线路改为线路与线路,其中线路表征正向流动的电流，线路表征反向流动的电流，线路的连接方式为，从起始节点的含合约机组虚拟节点至终止节点的含合约负荷的虚拟节点；线路的连接方式为，从起始节点的含合约负荷虚拟节点至终止节点的含合约机组的虚拟节点。
电力流的计算可以采用以下的形式，分别设两条等值线路上的潮流为
Figure BDA0003592300230000076
与
Figure BDA0003592300230000077
(潮流参考方向均与原始潮流相同)，那么等值线路潮流与原有潮流的关系如下：
Figure BDA0003592300230000078
Figure BDA0003592300230000079
由于单一送电通道的电力流在同一时间段不可能方向相反，因此在任意一个单独的时刻，双向送电通道的两条等效线路中，必有一条的电力流为零。
在步骤S103中，基于等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。
在实际执行过程中，本申请实施例可以通过上述步骤建立的模型，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据计算结果，修正原有的碳排放流计算结果，进而得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放，从而实现在传统碳排放流理论的基础上，对传统碳排放计量结果进行修正，在考虑电力合约的情况下，有效计量电力系统中的碳排放流动，进行用户的中长期用电等效碳排放量核实，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量，适用性较高，便于推广应用。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，包括：根据合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流中的至少一项。
进一步地，本申请实施例是对已有技术“碳排放流计算”进行的修正，在完成合约机组、合约负荷的等值建模以及直供虚拟线路的等值建模后，本申请实施例可以将合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据输入碳排放流计算程序中，并通过输入格式与普通机组、负荷、线路相同，借助现有的碳排放流计算方法，获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流等物理量中的至少一项。
可选地，在本申请的一个实施例中，目标地区的全部负荷每单位用电等效碳排放的计算公式为：
Figure BDA0003592300230000081
其中，i为节点，
Figure BDA0003592300230000082
为节点i的负荷，
Figure BDA0003592300230000083
为节点i的单位用电碳排放强度。
具体地，在碳排放流计算程序输出的结果中，可以包含合约机组的虚拟节点对应的碳势即为合约签订机组结算时对应的碳势。
在碳排放流计算程序输出的结果中，可以包含合约负荷的虚拟节点对应的碳势即为合约签订负荷结算时对应的碳势。
其中，对于整个地区的全部负荷电力等效碳排放
Figure BDA0003592300230000084
可以采用以下方式进行计算：
Figure BDA0003592300230000085
其中，i为节点，
Figure BDA0003592300230000086
为节点i的负荷，
Figure BDA0003592300230000087
为节点i的单位用电碳排放强度(碳势)。
下面结合图2至图5所示，以一个具体实施例对本申请实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法的工作原理进行详细阐述。
如图5所示，本申请实施例包括以下步骤：
步骤S501：获取信息。在实际执行过程中，本申请实施例可以基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，获取电力系统中的网络拓扑结构、电力系统潮流数据、绿电合约交易的交易量以及交易双方的节点信息，并将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果，便于后续进行等值建模，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量。
步骤S502：等值建模。具体地，本申请实施例可以通过等值建模，实现在传统的碳排放流理论的基础上，可以引入等值的节点以及线路，从而修正传统的碳排放计量结果的目的，其具体的建模过程可以包括以下步骤：
3、合约机组的处理
在传统的电力系统建模等值中，可以将特定区域建模为一个节点，并将该区域内的所有机组等值为一台机组，从而将区域内所有负荷等效为一个负荷。
如图2所示，本申请实施例可以对传统的等值网络进行改进，包括：
a、将原有的单个节点上增加若干个虚拟节点。
b、在外送线路中设置虚拟电源，将专用于外送的机组转化为虚拟电源设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组设置在外送通道的初始端口。
在本申请实施例中，合约机组的参数可以根据地区电源留存与外送方案进行设置，系统中所有合约机组与网内等效机组的等效容量、等效碳势的内容将与网内电源保持一致，从而保障系统碳排放的平衡。
其中，虚拟电源的出力曲线以及对应的等效碳排放强度可以由电量合约决定，举例而言，在绿电交易中，合约机组的碳排放强度可设置为零。
具体的，在节点i处，将节点拆分为虚拟节点i1与i2。其中，虚拟节点i1中包含等效机组与原有节点的负荷，虚拟节点i2包含合约机组。虚拟节点i2与合约中规定的送出线路连接，虚拟节点i1与所有连接到原有节点i的其余线路有连接。
合约机组容量
Figure BDA0003592300230000091
等效机组容量
Figure BDA0003592300230000092
与原有机组容量
Figure BDA0003592300230000093
满足以下关系：
Figure BDA0003592300230000094
合约机组出力
Figure BDA0003592300230000095
等效机组出力
Figure BDA0003592300230000096
与原有机组真实出力
Figure BDA0003592300230000097
满足以下关系
Figure BDA0003592300230000098
合约机组碳势
Figure BDA0003592300230000099
等效机组碳势
Figure BDA00035923002300000910
与原有机组真实碳势
Figure BDA00035923002300000911
满足以下关系：
Figure BDA00035923002300000912
4、等效负荷的处理
若签订绿色电力交易的对象为整个节点，则该节点处的电力负荷不需要进行额外处理，可以将节点的负荷全部建模在原有节点处，将整个节点内的所有负荷等效为一个负荷。
如图2所示，若签订电力交易合同的为节点内的部分特定企业，则应当将该企业的负荷从节点整体负荷中独立出来，进行单独建模，具体包括：
a、将原有的单个节点上再增加若干个虚拟节点。
b、在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订了合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷设置在外送通道的末端。
具体的，在节点i处，将节点拆分为虚拟节点i1与i2。其中，虚拟节点i1中包含等效负荷与原有节点的机组，虚拟节点i2包含合约负荷。虚拟节点i2与合约中规定的送入线路连接，虚拟节点i1与所有连接到原有节点i的其余线路有连接。
具体的，在节点i处，合约负荷总量
Figure BDA0003592300230000101
等效机组出力
Figure BDA0003592300230000102
与原有机组真实出力
Figure BDA0003592300230000103
满足以下关系
Figure BDA0003592300230000104
3、虚拟节点与等效节点之间联络线的处理
在上述1和2两个步骤中，可以建立虚拟节点，一个原有节点在建模过程中可能被拆分出多个虚拟节点。在计算过程中，虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，但该联络线电力潮流为0。
4、直供虚拟线路的等值
如图3所示，本申请实施例可以建立直送虚拟线路的等效建模方案，建模方式如下：
若节点i与节点a,b,c的连接方式为i-a,a-b,b-c，且节点i与节点a,b,c的负荷均存在合约交易(其中，特征在于节点i没有与所有达成交易的节点都存在直接连接的线路)，进而直送虚拟线路的建立方式为建立i-a,a-b,b-c的虚拟线路。
具体的，对于直供等值线路b，线路电量Pb与线路末端负荷
Figure BDA0003592300230000105
满足以下关系
Figure BDA0003592300230000106
5、双向送电通道的调整
需要注意的是，在某些特殊情况下(例如季节性电能非常丰富的地区周边)，送电通道可能会存在一种现象，即在不同时间内，线路的电流方向相反。此时，即不存在绝对的送端电网与受端电网，电网之间在不同时间段内会双向送电。
基于此情况，需要建立双向的合约机组以及双向的线路。如图4所示，建立方式为，对于存在双向送电通道的线路，建模时删去原有线路，将线路改为线路与线路,其中线路表征正向流动的电流，线路表征反向流动的电流，线路的连接方式为，从起始节点的含合约机组虚拟节点至终止节点的含合约负荷的虚拟节点；线路的连接方式为，从起始节点的含合约负荷虚拟节点至终止节点的含合约机组的虚拟节点。
电力流的计算可以采用以下的形式，分别设两条等值线路上的潮流为
Figure BDA0003592300230000107
与
Figure BDA0003592300230000108
(潮流参考方向均与原始潮流相同)，那么等值线路潮流与原有潮流的关系如下：
Figure BDA0003592300230000111
Figure BDA0003592300230000112
由于单一送电通道的电力流在同一时间段不可能方向相反，因此在任意一个单独的时刻，双向送电通道的两条等效线路中，必有一条的电力流为零。
步骤S503：通过等值建模，进行计算，获取碳排放流分析结果。进一步地，本申请实施例是对已有技术“碳排放流计算”进行的修正，在完成合约机组、合约负荷的等值建模以及直供虚拟线路的等值建模后，本申请实施例可以将合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据输入碳排放流计算程序中，并通过输入格式与普通机组、负荷、线路相同，借助现有的碳排放流计算方法，获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流等物理量中的至少一项。
具体地，在碳排放流计算程序输出的结果中，可以包含合约机组的虚拟节点对应的碳势即为合约签订机组结算时对应的碳势。
在碳排放流计算程序输出的结果中，可以包含合约负荷的虚拟节点对应的碳势即为合约签订负荷结算时对应的碳势。
其中，对于整个地区的全部负荷电力等效碳排放
Figure BDA0003592300230000113
可以采用以下方式进行计算：
Figure BDA0003592300230000114
其中，i为节点，
Figure BDA0003592300230000115
为节点i的负荷，
Figure BDA0003592300230000116
为节点i的单位用电碳排放强度(碳势)。
根据本申请实施例提出的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法，可以在传统碳排放流理论的基础上，基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，通过引入等值节点及线路，对传统碳排放计量结果进行修正，从而得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放，可以在考虑电力合约的情况下，有效计量电力系统中的碳排放流动，进行用户的中长期用电等效碳排放量核实，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量，适用性较高。由此，解决了相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置。
图6是本申请实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置的方框示意图。
如图6所示，该考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置10包括：拆分模块100、构建模块200和分析模块300。
具体地，拆分模块100，用于基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果。
构建模块200，用于基于拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路。
分析模块300，用于基于等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。
可选地，在本申请的一个实施例中，构建模块200包括：第一虚拟节点、第二虚拟节点、处理单元、建模单元和调整单元。
其中，第一虚拟节点，在合约机组的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第一虚拟节点，在外送线路中设置虚拟电源，将用于外送的机组转化为虚拟电源，设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组，设置在外送通道的初始端口。
第二虚拟节点，在等效负荷的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第二虚拟节点，在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷，设置在外送通道的末端。
处理单元，用于在虚拟节点与等效节点之间联络线的处理过程中，将虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，其中，联络线电力潮流为0。
建模单元，用于在直供虚拟线路的等值过程中，建立直送虚拟线路的等效建模方案。
调整单元，用于在双向送电通道的调整过程中，建立双向的合约机组以及双向的线路。
可选地，在本申请的一个实施例中，分析模块300包括：获取单元。
其中，获取单元，用于根据合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流中的至少一项。
可选地，在本申请的一个实施例中，目标地区的全部负荷每单位用电等效碳排放的计算公式为：
Figure BDA0003592300230000121
其中，i为节点，
Figure BDA0003592300230000122
为节点i的负荷，
Figure BDA0003592300230000123
为节点i的单位用电碳排放强度。
需要说明的是，前述对考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法实施例的解释说明也适用于该实施例的考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置，可以在传统碳排放流理论的基础上，基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，通过引入等值节点及线路，对传统碳排放计量结果进行修正，从而得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放，可以在考虑电力合约的情况下，有效计量电力系统中的碳排放流动，进行用户的中长期用电等效碳排放量核实，实现电力交易下的公正、精确等效的碳排放计量，适用性较高。由此，解决了相关技术基于传统碳排放流理论，无法在大规模电力交易合约下，进行有效的碳排放分析，适用性较差的技术问题。
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器701、处理器702及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序。
处理器702执行程序时实现上述实施例中提供的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口703，用于存储器701和处理器702之间的通信。
存储器701，用于存放可在处理器702上运行的计算机程序。
存储器701可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器701、处理器702和通信接口703独立实现，则通信接口703、存储器701和处理器702可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器701、处理器702及通信接口703，集成在一块芯片上实现，则存储器701、处理器702及通信接口703可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器702可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果；
基于所述拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路；以及
基于所述等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据所述潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路，包括：
在合约机组的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第一虚拟节点，在外送线路中设置虚拟电源，将用于外送的机组转化为虚拟电源，设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组，设置在所述外送通道的初始端口；
在等效负荷的处理过程中，将所述原有的单个节点上增加多个第二虚拟节点，在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与所述绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷，设置在所述外送通道的末端；
在虚拟节点与等效节点之间联络线的处理过程中，将虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，其中，联络线电力潮流为0；
在直供虚拟线路的等值过程中，建立直送虚拟线路的等效建模方案；
在双向送电通道的调整过程中，建立双向的合约机组以及双向的线路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，包括：
根据合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流中的至少一项。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标地区的全部负荷每单位用电等效碳排放的计算公式为：
Figure FDA0003592300220000011
其中，i为节点，
Figure FDA0003592300220000012
为节点i的负荷，
Figure FDA0003592300220000013
为节点i的单位用电碳排放强度。
5.一种考虑电力交易合约下的碳排放流分析装置，其特征在于，包括：
拆分模块，用于基于电网运行潮流数据以及电力合约履行情况，将单个节点进行拆分处理，得到拆分结果；
构建模块，用于基于所述拆分结果，分别针对合约的供需双方构建等值电厂、等值负荷，对部分占用的外送线路构建等值外送线路；以及
分析模块，用于基于所述等值外送线路，计算目标中长期电力合约的等值线路的对应潮流，并根据所述潮流修正原有的碳排放流计算结果，得到目标地区的全部负荷电力等效碳排放。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述构建模块包括：
第一虚拟节点，在合约机组的处理过程中，将原有的单个节点上增加多个第一虚拟节点，在外送线路中设置虚拟电源，将用于外送的机组转化为虚拟电源，设置在外送通道的初始端口，或将与绿电合约等效的合约机组容量转化为虚拟机组，设置在所述外送通道的初始端口；
第二虚拟节点，在等效负荷的处理过程中，将所述原有的单个节点上增加多个第二虚拟节点，在输入线路末端中设置虚拟负荷，将签订合约的负荷设置在输入通道的末端，或将与所述绿电合约等效的负荷容量转化为虚拟负荷，设置在所述外送通道的末端；
处理单元，用于在虚拟节点与等效节点之间联络线的处理过程中，将虚拟节点与等效节点之间不建模电力联络线，或建模电力联络线，其中，联络线电力潮流为0；
建模单元，用于在直供虚拟线路的等值过程中，建立直送虚拟线路的等效建模方案；
调整单元，用于在双向送电通道的调整过程中，建立双向的合约机组以及双向的线路。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分析模块包括：
获取单元，用于根据合约机组、合约负荷、虚拟线路的数据获取负荷碳势，节点碳势，线路碳流中的至少一项。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标地区的全部负荷每单位用电等效碳排放的计算公式为：
Figure FDA0003592300220000021
其中，i为节点，
Figure FDA0003592300220000022
为节点i的负荷，
Figure FDA0003592300220000023
为节点i的单位用电碳排放强度。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的考虑电力交易合约下的碳排放流分析方法。
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