CN114782217B - 一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法及系统，方法包括：根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；根据节点碳排放因子确定与节点相连接的线路的线路碳流密度；根据线路碳流密度计算节点的储能碳排放量。通过节点碳排放因子、支路碳流密度等关键参数指标描述电力系统碳排放流，从而精确辨识新型电力系统源、网、荷、储各环节的碳排放细节。

Description

一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法及系统
技术领域
本发明属于电力系统分析技术领域，尤其涉及一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法及系统。
背景技术
传统电力系统中，对于碳排放的计量主要在发电侧进行，这种基于源侧的计算方法时间尺度跨度大、系统空间范围过于宏观，只能给出碳排放总量，无法有效辨识源、网、荷各环节的碳排放细节。
对于以新能源为主体的新型电力系统碳排放的计量与核算，一方面系统中的电源类型愈发丰富，需要针对不同类型电源和储能等建立对应的碳排放计量方法。另一方面，发电侧的碳排放主要由用户侧的电能消费产生，在基于源侧的碳计量模式下，不同用户用电行为导致的碳排放难以准确计算，无法量化不同用户用电行为差异对于新型电力系统碳排放的影响，且区域间电力交换带来的碳排放责任缺乏准确的分摊依据，难以精确追踪新型电力系统附加在能量流上的碳排放流，从而导致能量消费、电力交换中的间接碳排放责任不明。
发明内容
本发明提供一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法及系统，用于至少解决难以精确追踪新型电力系统附加在能量流上的碳排放流的技术问题。
第一方面，本发明提供一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，包括：根据节 点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中所述节点碳排放因子为节点消费 单位电量对应的间接碳排放量；根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的 线路碳流密度；根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量，其中计算所述节点 的储能碳排放量具体为：对于节点的储能充电过程，基于单位时间周期内节点的储能注入 碳排放量以及单位时间内节点的储能注入电能量计算节点的储能存储电量碳排放因子，其 中计算节点的储能存储电量碳排放因子的表达式为：
Figure 403238DEST_PATH_IMAGE001
，式 中，
Figure 267288DEST_PATH_IMAGE002
为节点i的储能存储电量碳排放因子，
Figure 81661DEST_PATH_IMAGE003
为单位时间周期内节点i的储能注入 碳排放量，
Figure 248331DEST_PATH_IMAGE004
为单位时间周期内节点i的储能注入电能量，
Figure 984206DEST_PATH_IMAGE005
为与节点i相连接的 线路k的线路碳流密度，
Figure 448685DEST_PATH_IMAGE006
为与节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 445460DEST_PATH_IMAGE007
为单位时间周 期，
Figure 907665DEST_PATH_IMAGE008
为节点i的储能充放电效率;对于节点的储能放电过程，基于节点的储能存储电量 碳排放因子计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，其中计算单位时 间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量的表达式为：
Figure 504738DEST_PATH_IMAGE009
，式中，
Figure 507329DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间周期内节点的储能放电流出的等 效碳排放总量，
Figure 499556DEST_PATH_IMAGE011
为单位时间周期内节点i的储能总放电量；计算在完成储能充放 电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量。
第二方面，本发明提供一种电力系统的间接碳排放精细化核算系统，包括：第一确 定模块，配置为根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中所述节点 碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；第二确定模块，配置为根据所述节 点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度；计算模块，配置为根据所述 线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量，其中计算所述节点的储能碳排放量具体为： 对于节点的储能充电过程，基于单位时间周期内节点的储能注入碳排放量以及单位时间内 节点的储能注入电能量计算节点的储能存储电量碳排放因子，其中计算节点的储能存储电 量碳排放因子的表达式为：
Figure 257296DEST_PATH_IMAGE001
，式中，
Figure 702184DEST_PATH_IMAGE002
为节点i的储能存储 电量碳排放因子，
Figure 508466DEST_PATH_IMAGE003
为单位时间周期内节点i的储能注入碳排放量，
Figure 496144DEST_PATH_IMAGE004
为单位时 间周期内节点i的储能注入电能量，
Figure 34573DEST_PATH_IMAGE005
为节点i对应的线路k的线路碳流密度，
Figure 356970DEST_PATH_IMAGE006
为与 节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 701364DEST_PATH_IMAGE007
为单位时间周期，
Figure 402604DEST_PATH_IMAGE008
为节点i的储能充放电效 率;对于节点的储能放电过程，基于节点的储能存储电量碳排放因子计算单位时间周期内 节点的储能放电流出的等效碳排放总量，其中计算单位时间周期内节点的储能放电流出的 等效碳排放总量的表达式为：
Figure 757274DEST_PATH_IMAGE009
，式中，
Figure 442333DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间周 期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，
Figure 590417DEST_PATH_IMAGE011
为单位时间周期内节点i的储能总 放电量；计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期 内节点的总碳排放量。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的电力系统的间接碳排放精细化核算方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的电力系统的间接碳排放精细化核算方法的步骤。
本申请的电力系统的间接碳排放精细化核算方法及系统，具有以下有益效果：
1、通过节点碳排放因子、支路碳流密度等关键参数指标描述电力系统碳排放流，从而精确辨识新型电力系统源、网、荷、储各环节的碳排放细节；
2、考虑了新型电力系统电力交换在区域内与区域间产生的空间耦合，一方面对区域内电力交换建立“节点平均”的碳流混合原则，可用于计算区域内各节点碳排放因子；另一方面对于区域间电力交换建立“区域平均”的碳流混合原则，将新型电力系统中的电力节点进行区域聚合，计量区域间电力交换引起的碳排放转移，可用于计算区域碳排放因子，从而合理分摊区域电力交换中的碳排放责任，确保区域内外电力系统间接碳排放计量的统一，实现电力系统间接碳排放计量过程中公平与效率的统一；
3、可以采集各级电网电力潮流信息，核算节点碳排放因子和各级区域碳排放因子，并将相关信息和核算结果逐级上传，用于各级职能部门对地区碳排放因子的统计、分析与管理，有利于厘清区域内、区域间能量消费和电力交换中的间接碳排放责任，具有很高的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法的流程图；
图2为本发明一具体实施例提供的区级电网潮流结果示意图；
图3为本发明一具体实施例提供的区级电网碳排放流核算结果示意图；
图4为本发明一具体实施例提供的市级电网潮流和碳排放流核算结果示意图；
图5为本发明一具体实施例提供的省级电网潮流和碳排放流核算结果示意图；
图6为本发明一实施例提供的一种电力系统的间接碳排放精细化核算系统的结构框图；
图7是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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没有作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。
请参阅图1，其示出了本申请的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法的流程图。
如图1所示，电力系统的间接碳排放精细化核算方法具体包括以下步骤：
步骤S101，根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中所述节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量。
在本实施例中，依据节点平均的碳流混合原则，即流入节点的所有碳排放在节点处进行混合后，首先满足本节点负荷，然后再随流出潮流向下一级线路流动，确定节点碳排放因子，即在节点消费单位电量对应的间接碳排放，其中计算节点碳排放因子的表达式为：
Figure 270797DEST_PATH_IMAGE012
，
式中，
Figure 682187DEST_PATH_IMAGE013
为节点i的节点碳排放因子，
Figure 385701DEST_PATH_IMAGE014
为流入节点i的等效碳排放总量，
Figure 150526DEST_PATH_IMAGE015
为流出节点i的总电量，
Figure 826358DEST_PATH_IMAGE016
为节点集合，
Figure 267703DEST_PATH_IMAGE017
为节点i相对应的火电厂直接碳排放量，
Figure 458513DEST_PATH_IMAGE018
为节点i相对应的可再生能源电厂直接碳排放量，
Figure 151663DEST_PATH_IMAGE019
为与节点i相连的线路k的注 入潮流的间接碳排放量，
Figure 55903DEST_PATH_IMAGE020
为节点i的注入线路集合，
Figure 809095DEST_PATH_IMAGE021
为节点i的负荷，
Figure 487201DEST_PATH_IMAGE022
为与节点 i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 843096DEST_PATH_IMAGE023
为节点i的流出线路集合。
步骤S102，根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度。
在本实施例中，依据公平性原则，即所述节点的流出线路的碳流密度等于所述节点的节点碳排放因子，确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度：线路流过单位电量对应的间接碳排放；其中计算线路碳流密度的表达式为：
Figure 227941DEST_PATH_IMAGE024
，
式中，
Figure 27401DEST_PATH_IMAGE005
为与节点i相连接的线路k的线路碳流密度，
Figure 192803DEST_PATH_IMAGE013
为节点i的节点碳排放 因子，
Figure 227755DEST_PATH_IMAGE023
为节点i的流出线路集合。
步骤S103，根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量。
在本实施例中，对于节点的储能充电过程，基于单位时间周期内节点的储能注入碳排放量以及单位时间内节点的储能注入电能量计算节点的储能存储电量碳排放因子，其中计算节点的储能存储电量碳排放因子的表达式为：
Figure 591740DEST_PATH_IMAGE001
，
式中，
Figure 483473DEST_PATH_IMAGE002
为节点i的储能存储电量碳排放因子，
Figure 339433DEST_PATH_IMAGE003
为单位时间周期内节点i 的储能注入碳排放量，
Figure 20819DEST_PATH_IMAGE004
为单位时间周期内节点i的储能注入电能量，
Figure 645836DEST_PATH_IMAGE005
为与节点 i相连接的线路k的线路碳流密度，
Figure 708470DEST_PATH_IMAGE006
为与节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 910781DEST_PATH_IMAGE007
为单 位时间周期，
Figure 287536DEST_PATH_IMAGE008
为节点i的储能充放电效率;
对于节点的储能放电过程，基于节点的储能存储电量碳排放因子计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，其中计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量的表达式为：
Figure 563796DEST_PATH_IMAGE009
，
式中，
Figure 875960DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间周期内节点i的储能放电流出的等效碳排放总量，
Figure 175354DEST_PATH_IMAGE011
为单位时间周期内节点i的储能总放电量；
计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量，其中，计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量的表达式为：
Figure 214854DEST_PATH_IMAGE025
，
式中，
Figure 611201DEST_PATH_IMAGE026
为当前t+1时刻节点i的储能存储总电量，
Figure 218900DEST_PATH_IMAGE027
为当前t时刻节点 i的储能存储总电量，
Figure 379491DEST_PATH_IMAGE028
为控制储能充电的二进制变量，
Figure 98049DEST_PATH_IMAGE029
为控制储能放电的二进制 变量，
Figure 348901DEST_PATH_IMAGE030
为当前t+1时刻节点i的储能存储总碳排放量，
Figure 986556DEST_PATH_IMAGE031
为当前t时刻节点i 的储能存储总碳排放量，
Figure 526122DEST_PATH_IMAGE032
为当前t时刻节点i的储能注入电能量，
Figure 845108DEST_PATH_IMAGE033
为当前t 时刻节点i的储能总放电量，
Figure 29096DEST_PATH_IMAGE034
为当前t时刻节点i的储能注入碳排放量，
Figure 713018DEST_PATH_IMAGE035
为当前 t时刻节点i的储能放电流出的等效碳排放总量。
综上，本申请的方法，同于以往的电力系统碳排放统计与分析方法，从时间角度上，提出的方法能够计及多类型电源以及储能，可以有效分析出电网间接碳排放因子在不同时段随着可再生能源和储能出力而变化的趋势。从空间角度上，提出的方法可以辅助厘清区域内能量消费和电力交换中的间接碳排放责任，具有显著的创新性和良好的应用价值。
在一些可选的实施例中，根据区域平均的碳流混合原则确定电网区域的区域碳排放因子，其中所述区域碳排放因子为电网区域消费单位电量对应的间接碳排放量；
根据所述区域碳排放因子计算所述电网区域的储能碳排放量。
需要说明的是，计算所述区域碳排放因子的表达式为：
Figure 598934DEST_PATH_IMAGE036
，
式中，
Figure 721611DEST_PATH_IMAGE037
为区域r的电网区域碳排放因子，
Figure 619160DEST_PATH_IMAGE038
为流入区域
Figure 131042DEST_PATH_IMAGE039
的等效碳排放总量，
Figure 441938DEST_PATH_IMAGE040
为流出区域
Figure 305989DEST_PATH_IMAGE039
的总电量，
Figure 182678DEST_PATH_IMAGE041
为电网区域集合，
Figure 739561DEST_PATH_IMAGE042
为区域r内节点i上的火电厂直 接碳排放量，
Figure 272173DEST_PATH_IMAGE043
为区域r内节点i上的可再生能源电厂直接碳排放量，
Figure 284123DEST_PATH_IMAGE044
为与区域r 相连的线路k的注入潮流的间接碳排放量，
Figure 421843DEST_PATH_IMAGE045
为区域
Figure 946365DEST_PATH_IMAGE039
的注入线路集合，
Figure 28591DEST_PATH_IMAGE046
为区域
Figure 234444DEST_PATH_IMAGE039
内的节点集合，
Figure 600573DEST_PATH_IMAGE047
为与区域r相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 30417DEST_PATH_IMAGE048
为区域
Figure 475305DEST_PATH_IMAGE039
的流出线路 集合，
Figure 609483DEST_PATH_IMAGE021
为节点i的负荷。
本实施例的方法，对于区域间电力交换建立“区域平均”的碳流混合原则，将新型电力系统中的电力节点进行区域聚合，计量区域间电力交换引起的碳排放转移，可用于计算区域碳排放因子，从而合理分摊区域电力交换中的碳排放责任，确保区域内外电力系统间接碳排放计量的统一，实现电力系统间接碳排放计量过程中公平与效率的统一。
在本申请的方法基础上，本申请还可以提供一种实现上述两种原则下新型电力系统间接碳排放精细化核算的计量和管理系统，具体为：计量和管理系统为一个分层分级结构的系统，纵向按运行平台分为管理层、信息层和物理层，横向按行政区划范围分为省级、市级和区级；
物理层包括省级、市级和区级三级电网结构。省级电网由若干市级电网构成，市级电网由若干区级电网构成，各级电网互联为电力潮流和碳排放流提供了物理支撑；
信息层包括与物理层相对应的省级、市级和区级三级计算和通信服务器结构。计算和通信服务器用于电力潮流信息的采集与计量，以及节点碳排放因子和区域碳排放因子的核算，将相关信息和核算结果逐级上传；
管理层包括省级、市级和区级管理平台，各级管理平台的数据来源于信息层各级计算和通信服务器，用于各级碳排放因子的统计、分析与管理，从而厘清区域内、区域间能量消费和电力交换中的间接碳排放责任。
在一个具体实施例中，基于1个5节点省级电力系统，依据“节点平均”的碳流混合 原则，计算得到区级电网潮流和碳排放流核算结果，如图2-图3所示。当某一节点仅由清洁 能源机组供电时，其碳排因子为0，从同一节点流出的线路，其碳流密度均等于该节点碳排 放因子。可以看到，节点A、节点C、节点D、节点E的碳排放因子分别为0.6243
Figure 252954DEST_PATH_IMAGE049
、 0.4725
Figure 322541DEST_PATH_IMAGE049
、0.3366
Figure 864512DEST_PATH_IMAGE049
、0.4725
Figure 677747DEST_PATH_IMAGE049
，其余节点的碳排放因 子均为0
Figure 441304DEST_PATH_IMAGE050
。由此，可以进一步计算所有线路上的碳排放流，并最终得到所有节 点上的用电碳排放。
依据“区域平均”的碳流混合原则，计算得到市级和省级电网潮流和碳排放流核算 结果，如图4和图5所示。从图4可以看到，先对城市X和城市Y电网内所有发电机组的碳排放 进行混合，再考虑碳排放流动，计算得到各城市的平均用电碳排放因子分别为0.3254
Figure 275267DEST_PATH_IMAGE049
和0.3446
Figure 960327DEST_PATH_IMAGE049
。从图5可以看到，对全省所有发电机组碳排放进行 混合，从而计算得到全省平均用电碳排放因子0.3388
Figure 108411DEST_PATH_IMAGE049
。
请参阅图6，其示出了本申请的一种电力系统的间接碳排放精细化核算系统的结构框图。
如图6所示，间接碳排放精细化核算系统200，包括第一确定模块210、第二确定模块220以及计算模块230。
其中，第一确定模块210，配置为根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳 排放因子，其中所述节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；第二确定 模块220，配置为根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度； 计算模块230，配置为根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量，其中计算所述 节点的储能碳排放量具体为：对于节点的储能充电过程，基于单位时间周期内节点的储能 注入碳排放量以及单位时间内节点的储能注入电能量计算节点的储能存储电量碳排放因 子，其中计算节点的储能存储电量碳排放因子的表达式为：
Figure 303638DEST_PATH_IMAGE001
，式中，
Figure 183869DEST_PATH_IMAGE002
为节点i的储能存储电量碳排放因子，
Figure 215279DEST_PATH_IMAGE003
为单位时间周期内节点i的储能注 入碳排放量，
Figure 167055DEST_PATH_IMAGE004
为单位时间周期内节点i的储能注入电能量，
Figure 842887DEST_PATH_IMAGE005
为节点i对应的线 路k的线路碳流密度，
Figure 34965DEST_PATH_IMAGE006
为与节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 225775DEST_PATH_IMAGE007
为单位时间周期，
Figure 918924DEST_PATH_IMAGE008
为节点i的储能充放电效率;对于节点的储能放电过程，基于节点的储能存储电量碳排 放因子计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，其中计算单位时间周 期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量的表达式为：
Figure 573897DEST_PATH_IMAGE009
， 式中，
Figure 327089DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间周期内节点i的储能放电流出的等效碳排放总量，
Figure 739616DEST_PATH_IMAGE011
为单 位时间周期内节点i的储能总放电量；计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储 能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量。
应当理解，图6中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图6中的诸模块，在此不再赘述。
值得注意的是，本公开的实施例中的模块并不用于限制本公开的方案，例如判断模块可以描述为当设备处于交互状态时，判断交互状态是否包含手术器械信息的模块。另外，还可以通过硬件处理器来实现相关功能模块，例如判断模块也可以用处理器实现，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的电力系统的间接碳排放精细化核算方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中所述节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；
根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度；
根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电力系统的间接碳排放精细化核算系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电力系统的间接碳排放精细化核算系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图7是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图7所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例电力系统的间接碳排放精细化核算方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与电力系统的间接碳排放精细化核算系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于电力系统的间接碳排放精细化核算系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中所述节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；
根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度；
根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，其特征在于，包括：
根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中，节点平均的碳流混合原则为流入节点的所有碳排放在节点处进行混合后，首先满足本节点负荷，然后再随流出潮流向下一级线路流动的原则，所述节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；
根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度；
根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量，其中计算所述节点的储能碳排放量具体为：
对于节点的储能充电过程，基于单位时间周期内节点的储能注入碳排放量以及单位时间内节点的储能注入电能量计算节点的储能存储电量碳排放因子，其中计算节点的储能存储电量碳排放因子的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
式中，
Figure 241029DEST_PATH_IMAGE002
为节点i的储能存储电量碳排放因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为单位时间周期内节点i的储能注入碳排放量，
Figure 312890DEST_PATH_IMAGE004
为单位时间周期内节点i的储能注入电能量，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为与节点i相连接的线路k的线路碳流密度，
Figure 612153DEST_PATH_IMAGE006
为与节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为单位时间周期，
Figure 619424DEST_PATH_IMAGE008
为节点i的储能充放电效率;
对于节点的储能放电过程，基于节点的储能存储电量碳排放因子计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，其中计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，
式中，
Figure 145083DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间周期内节点i的储能放电流出的等效碳排放总量，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为单位时间周期内节点i的储能总放电量；
计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，其特征在于，其中，计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量的表达式为：
Figure 145269DEST_PATH_IMAGE012
，
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为当前t+1时刻节点i的储能存储总电量，
Figure 49771DEST_PATH_IMAGE014
为当前t时刻节点i的储能存储总电量，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为控制储能充电的二进制变量，
Figure 618155DEST_PATH_IMAGE016
为控制储能放电的二进制变量，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为当前t+1时刻节点i的储能存储总碳排放量，
Figure 490165DEST_PATH_IMAGE018
为当前t时刻节点i的储能存储总碳排放量，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为当前t时刻节点i的储能注入电能量，
Figure 779195DEST_PATH_IMAGE020
为当前t时刻节点i的储能总放电量，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为当前t时刻节点i的储能注入碳排放量，
Figure 662838DEST_PATH_IMAGE022
为当前t时刻节点i的储能放电流出的等效碳排放总量。
3.根据权利要求1所述的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，其特征在于，其中，计算所述节点碳排放因子的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，
式中，
Figure 523828DEST_PATH_IMAGE024
为节点i的节点碳排放因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为流入节点i的等效碳排放总量，
Figure 492921DEST_PATH_IMAGE026
为流出节点i的总电量，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为节点集合，
Figure 320062DEST_PATH_IMAGE028
为节点i相对应的火电厂直接碳排放量，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为节点i相对应的可再生能源电厂直接碳排放量，
Figure 979583DEST_PATH_IMAGE030
为与节点i相连的线路k的注入潮流的间接碳排放量，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为节点i的注入线路集合，
Figure 624191DEST_PATH_IMAGE032
为节点i的负荷，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
为与节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 955946DEST_PATH_IMAGE034
为节点i的流出线路集合。
4.根据权利要求1所述的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，其特征在于，所述根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度包括：
基于所述节点的流出线路的线路碳流密度等于所述节点的节点碳排放因子的原则确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度，其中确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，
式中，
Figure 101625DEST_PATH_IMAGE024
为节点i的节点碳排放因子，
Figure 428702DEST_PATH_IMAGE034
为节点i的流出线路集合。
5.根据权利要求1所述的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，其特征在于，在计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量之后，所述方法还包括：
根据区域平均的碳流混合原则确定电网区域的区域碳排放因子，其中所述区域碳排放因子为电网区域消费单位电量对应的间接碳排放量；
根据所述区域碳排放因子计算所述电网区域的储能碳排放量。
6.根据权利要求5所述的一种电力系统的间接碳排放精细化核算方法，其特征在于，其中，计算所述区域碳排放因子的表达式为：
Figure 978632DEST_PATH_IMAGE036
，
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为区域r的电网区域碳排放因子，
Figure 63262DEST_PATH_IMAGE038
为流入区域r的等效碳排放总量，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为流出区域r的总电量，
Figure 12633DEST_PATH_IMAGE040
为电网区域集合，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
为区域r内节点i上的火电厂直接碳排放量，
Figure 725374DEST_PATH_IMAGE042
为区域r内节点i上的可再生能源电厂直接碳排放量，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
为与区域r相连的线路k的注入潮流的间接碳排放量，
Figure 587150DEST_PATH_IMAGE044
为区域r的注入线路集合，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为区域r内的节点集合，
Figure 18132DEST_PATH_IMAGE046
为与区域r相连的线路k的流出潮流功率，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为区域r的流出线路集合,
Figure 508543DEST_PATH_IMAGE032
为节点i的负荷。
7.一种电力系统的间接碳排放精细化核算系统，其特征在于，包括：
第一确定模块，配置为根据节点平均的碳流混合原则确定节点的节点碳排放因子，其中，节点平均的碳流混合原则为流入节点的所有碳排放在节点处进行混合后，首先满足本节点负荷，然后再随流出潮流向下一级线路流动的原则，所述节点碳排放因子为节点消费单位电量对应的间接碳排放量；
第二确定模块，配置为根据所述节点碳排放因子确定与所述节点相连接的线路的线路碳流密度；
计算模块，配置为根据所述线路碳流密度计算所述节点的储能碳排放量，其中计算所述节点的储能碳排放量具体为：
对于节点的储能充电过程，基于单位时间周期内节点的储能注入碳排放量以及单位时间内节点的储能注入电能量计算节点的储能存储电量碳排放因子，其中计算节点的储能存储电量碳排放因子的表达式为：
Figure 216736DEST_PATH_IMAGE001
，
式中，
Figure 108469DEST_PATH_IMAGE002
为节点i的储能存储电量碳排放因子，
Figure 761167DEST_PATH_IMAGE003
为单位时间周期内节点i的储能注入碳排放量，
Figure 521182DEST_PATH_IMAGE004
为单位时间周期内节点i的储能注入电能量，
Figure 677357DEST_PATH_IMAGE005
为节点i对应的线路k的线路碳流密度，
Figure 739991DEST_PATH_IMAGE006
为与节点i相连的线路k的流出潮流功率，
Figure 755351DEST_PATH_IMAGE007
为单位时间周期，
Figure 194423DEST_PATH_IMAGE008
为节点i的储能充放电效率;
对于节点的储能放电过程，基于节点的储能存储电量碳排放因子计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，其中计算单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量的表达式为：
Figure 470683DEST_PATH_IMAGE009
，
式中，
Figure 94432DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间周期内节点的储能放电流出的等效碳排放总量，
Figure 456143DEST_PATH_IMAGE011
为单位时间周期内节点i的储能总放电量；
计算在完成储能充放电后单位时间周期内节点的储能存储总电量和单位时间周期内节点的总碳排放量。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一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，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115640935A (zh) * 2022-12-21 2023-01-24 南方电网数字电网研究院有限公司 电力系统碳排放量的计算方法、装置和计算机设备
CN116680880A (zh) * 2023-05-24 2023-09-01 国家电网有限公司大数据中心 考虑区域专线输送的省间电力碳排放因子核算方法及装置
CN117114718B (zh) * 2023-10-20 2023-12-29 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司 碳排放管理方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103218690A (zh) * 2013-04-23 2013-07-24 清华大学 基于碳排放流的主动配电网用户用电碳排放量的测量方法
CN105913338A (zh) * 2016-04-26 2016-08-31 中国电力科学研究院 一种电力系统碳排放流分布指标的计算单元及确定方法
CN106251095A (zh) * 2016-09-06 2016-12-21 清华大学 一种电力系统碳排放实时计量的方法及碳表系统
CN111241465A (zh) * 2020-03-06 2020-06-05 赫普能源环境科技股份有限公司 一种用户电表耦合碳排放量监测系统和方法
CN113505944A (zh) * 2021-08-02 2021-10-15 国网天津市电力公司 一种基于碳流计算的电力碳排放预测方法
CN113780776A (zh) * 2021-08-30 2021-12-10 南方电网科学研究院有限责任公司 基于需求侧的电力系统碳运行调度方法、装置及设备
CN114358973A (zh) * 2022-01-07 2022-04-15 清华大学 区域供热系统碳排放计量方法、装置、电子设备及介质
CN114417255A (zh) * 2021-12-21 2022-04-29 新奥数能科技有限公司 一种碳排放量化平台和碳排放量化系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103218690A (zh) * 2013-04-23 2013-07-24 清华大学 基于碳排放流的主动配电网用户用电碳排放量的测量方法
CN105913338A (zh) * 2016-04-26 2016-08-31 中国电力科学研究院 一种电力系统碳排放流分布指标的计算单元及确定方法
CN106251095A (zh) * 2016-09-06 2016-12-21 清华大学 一种电力系统碳排放实时计量的方法及碳表系统
CN111241465A (zh) * 2020-03-06 2020-06-05 赫普能源环境科技股份有限公司 一种用户电表耦合碳排放量监测系统和方法
CN113505944A (zh) * 2021-08-02 2021-10-15 国网天津市电力公司 一种基于碳流计算的电力碳排放预测方法
CN113780776A (zh) * 2021-08-30 2021-12-10 南方电网科学研究院有限责任公司 基于需求侧的电力系统碳运行调度方法、装置及设备
CN114417255A (zh) * 2021-12-21 2022-04-29 新奥数能科技有限公司 一种碳排放量化平台和碳排放量化系统
CN114358973A (zh) * 2022-01-07 2022-04-15 清华大学 区域供热系统碳排放计量方法、装置、电子设备及介质

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