CN115186028A - 碳强度的展示方法、装置、设备、存储介质及程序产品 - Google Patents

碳强度的展示方法、装置、设备、存储介质及程序产品 Download PDF

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CN115186028A CN202210819574.6A CN202210819574A CN115186028A CN 115186028 A CN115186028 A CN 115186028A CN 202210819574 A CN202210819574 A CN 202210819574A CN 115186028 A CN115186028 A CN 115186028A
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Abstract

本申请实施例公开了一种碳强度的展示方法、装置、设备、存储介质及程序产品，属于能源技术领域。该方法包括：获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点；按照碳量平衡关系，对电力潮流数据进行数据处理，得到各个电力节点的节点碳强度，节点碳强度是指电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，碳量平衡关系是指电力系统耗电对应的碳排放总量与电力系统发电的碳排放总量平衡；在电力节点拓扑图上展示各个电力节点的节点碳强度，电力节点拓扑图用于指示电力节点间的连接关系。本申请实施例提供的方法，可直观展示碳流轨迹分布，实现碳排放的追踪与溯源。

Description

碳强度的展示方法、装置、设备、存储介质及程序产品
技术领域
本申请实施例涉及能源技术领域，特别涉及一种碳强度的展示方法、装置、设备、存储介质及程序产品。
背景技术
为助力双碳目标，需对能源行业的碳排放量进行监测，其中，电力行业碳排放占比较高，对电力行业碳排放的监测更为重要。
相关技术中，在电力行业碳排放的监测中，根据所在区域中发电厂的净发电量、燃料类型以及燃料消耗量，计算区域内碳排放量，从而确定区域的碳强度。该种方式下，仅可获取区域碳强度，碳强度分析的颗粒度较低，无法具体监测区域内各个节点(如用电节点)的碳强度，无法实现碳排放的追踪与溯源。
发明内容
本申请实施例提供了一种碳强度的展示方法、装置、设备、存储介质及程序产品，所述技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种碳强度的展示方法，所述方法包括：
获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，所述电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点；
按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点碳强度是指所述电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，所述碳量平衡关系是指所述电力系统耗电所对应的碳排放总量与所述电力系统发电的碳排放总量平衡；
在电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的节点碳强度，所述电力节点拓扑图用于指示所述电力节点间的连接关系，不同节点碳强度对应不同节点展示方式。
另一方面，本申请实施例提供了一种碳强度的展示装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，所述电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点；
碳强度确定模块，用于按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点碳强度是指所述电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，所述碳量平衡关系是指所述电力系统耗电所对应的碳排放总量与所述电力系统发电的碳排放总量平衡；
碳强度展示模块，用于在电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的节点碳强度，所述电力节点拓扑图用于指示所述电力节点间的连接关系，不同节点碳强度对应不同节点展示方式。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的碳强度的展示方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的碳强度的展示方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述方面的各种可选实现方式中提供的碳强度的展示方法。
本申请实施例提供的技术方案至少包括如下有益效果：
本申请实施例中，根据电力系统中各个节点的电力潮流数据以及电力系统发电的碳排放总量，计算得到电力系统中各个电力节点的节点碳强度，即可得到电力系统中包含发电站节点、传输站节点以及负荷站节点对应的节点碳强度，并在电力节点拓扑图上进行展示，实现对电力系统中各个节点对应碳强度精确监测，提高碳强度分析颗粒度，且利用电力节点拓扑图展示各个电力节点的碳强度，可直观展示碳流轨迹分布，实现碳排放的追踪与溯源。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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示出了本申请一个示例性实施例提供的实施环境的示意图；
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图；
图3示出了本申请另一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图；
图4示出了本申请一个示例性实施例提供的碳量计算方法的示意图；
图5示出了本申请另一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图；
图6示出了本申请一个示例性实施例提供的碳强度展示的界面示意图；
图7示出了本申请另一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图；
图8示出了本申请一个示例性实施例提供的数据接入管理过程的实施示意图；
图9示出了本申请一个示例性实施例提供的节点碳强度的计算过程的流程图；
图10是本申请一个示例性实施例提供的碳强度的展示装置的结构框图；
图11示出了本申请一个示例性实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
目前，为助力双碳目标，各行业对碳排放进行监测。相关技术中，确定电力系统的碳排放时，仅根据电力系统中发电总量、燃料类型以及燃料消耗量确定整个电力系统的碳排放总量，即仅可得到电力系统的碳排放总量，而无法获取电力系统中实际碳流的分布，比如，无法确定电力传输环节以及耗电环节所造成的碳排放量。
本申请实施例中，提供一种碳强度展示方式，通过电力系统中电力潮流数据以及碳量平衡关系，确定电力系统中各个电力节点的节点碳强度，从而可对各个节点的碳强度进行监测，且通过对碳强度的展示，可直观展示电力系统的碳流分布，实现碳排放的追踪与溯源。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的实施环境的示意图。该实施环境中包括电力系统11与计算机设备12，其中电力系统11包括电力节点，电力节点包括发电站节点101，传输站节点102以及负荷站节点103。计算机设备12是用于节点碳强度的确定与展示的电子设备。该电子设备可以是智能手机、平板电脑、膝上便携式笔记本电脑等移动终端，或者台式电脑、投影式电脑等终端，也可以是用于计算的云端服务器，本申请实施例对此不做限定。
其中，电力系统11与计算机设备12间通过通信网络进行数据通信。可选地，通信网络可以是有线网络也可以是无线网络，且该通信网络可以是局域网、城域网以及广域网中的至少一种。
在一种可能的实施方式中，计算机设备12可获取到电力系统11中各电力节点的电力潮流数据，并根据电力潮流数据分析得到各个电力节点的节点碳强度，之后，可对各个电力节点的节点碳强度进行展示，实现对电力系统11中各个电力节点的碳强度的精确监测以及碳流轨迹的分析，从而实现碳排放的追踪与溯源。
请参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图。本实施例以该方法用于计算机设备为例进行说明。该方法包括如下步骤。
步骤201，获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点。
可选的，电力潮流数据用于计算电力系统中各个电力节点之间的电力传输情况以及电力系统中电力生产与消耗情况。其中，电力节点是电力系统电力生产、传输与消费的基本单元，也是能量流和碳流的汇集与分配的基本单元。电力系统中发电站节点生产电力并传输至传输站节点，传输站节点将电力传输至负荷站节点，负荷站节点对电力进行消耗。
电力节点的节点碳强度是表示该节点消耗单位电量时，对应从发电侧所产生的碳排量，记作CI，量纲为kgCO2/(kW·h)。各个电力节点的节点碳强度与该节点生产、传输或消耗的电量相关，比如，当电力节点为发电站节点时，节点碳强度与节点产生电量相关；当电力节点为传输站节点时，节点碳强度与节点传输电量相关；当电力节点为负荷站节点时，节点碳强度与节点所消耗电量相关。在一种可能的实施方式中，计算机设备可获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，确定电力节点对应的节点碳强度。
步骤202，按照碳量平衡关系，对电力潮流数据进行数据处理，得到各个电力节点的节点碳强度，节点碳强度是指电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，碳量平衡关系是指电力系统耗电所对应的碳排放总量与电力系统发电的碳排放总量平衡。
其中，电力系统耗电对应的碳排放总量与电力系统发电的碳排放总量保持平衡，电力系统的耗电包括传输耗电以及负荷用电。节点碳强度是指电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量。可选的，发电站节点的节点碳强度即指节点生产单位电量对应的碳排放生产量；传输站节点的节点碳强度是指生产节点所传输的单位电量时产生的碳流量；负荷站节点的节点碳强度是指生产节点所消耗的单位电量时产生的碳排放消耗量。
因此，在一种可能的实施方式中，计算机设备可根据电力潮流数据计算电力系统的消耗电量以及系统发电的碳排放总量，从而确定电力系统中各个电力节点的节点碳强度。
步骤203，在电力节点拓扑图上展示各个电力节点的节点碳强度，电力节点拓扑图用于指示电力节点间的连接关系，不同节点碳强度对应不同节点展示方式。
在一种可能的实施方式中，计算机设备可获取电力系统的拓扑结构数据，从而得到电力节点拓扑图，电力节点拓扑图中包含电力系统中各个电力节点以及节点间电力流向，存在电力传输关系的两个电力节点相连接。
确定各个电力节点的节点碳强度后，计算机设备可根据节点碳强度的强度大小确定电力节点在电力节点拓扑图中的节点展示方式。可选的，节点展示方式可为节点颜色、节点亮度或节点形状等。比如，当两个电力节点的节点碳强度分别为高强度与低强度时，可以不同节点颜色展示对应的电力节点。
通过在电力节点拓扑图上展示各个电力节点的节点碳强度，可直观展示电力系统中各个节点所造成的碳排放强度，得到整个系统的碳流分布，实现对电力系统碳强度的精确监测，可分析得到电力系统碳排放量产生的源头，有助于低碳措施的精确实施。
综上所述，本申请实施例中，根据电力系统中各个节点的电力潮流数据以及电力系统发电的碳排放总量，计算得到电力系统中各个电力节点的节点碳强度，即可得到电力系统中包含发电站节点、传输站节点以及负荷站节点对应的节点碳强度，并在电力节点拓扑图上进行展示，实现对电力系统中各个节点对应碳强度精确监测，提高碳强度分析颗粒度，且利用电力节点拓扑图展示各个电力节点的碳强度，可直观展示碳流轨迹分布，实现碳排放的追踪与溯源。
请参考图3，其示出了本申请另一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图。本实施例以该方法用于计算机设备为例进行说明。该方法包括如下步骤。
步骤301，获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据。
电力系统中各电力节点的电力潮流数据不同，比如，在不同时间段内传输站节点传输的电量不同。因此，在一种可能的实施方式中，计算机设备可每隔目标周期获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，从而确定不同时间段内电力系统中各个电力节点的节点碳强度，确保节点碳强度的准确性。
即获取目标时间内电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，根据目标时间内电力系统的电力潮流数据，确定目标时间内电力节点的节点碳强度。
步骤302，基于电力潮流数据，计算电力节点的输入电量与输出电量，输入电量包括输入线路电量以及电力节点中节点发电机组的发电量中至少一种，输出电量包括输出线路电量以及电力节点的负荷用电量中至少一种。
对于发电站节点的节点碳强度，其可根据其中所包含的发电机组的发电量以及发电机组的供电碳强度确定，其中，供电碳强度是指发电机组生产单位电量时的碳排放量，记作ek。不同发电机组对应不同碳强度，可选的，燃煤机组、燃气机组、核电机组、光伏机组、风电机组以及水电机组等分别对应不同的供电碳强度。
在一种可能的实施方式中，对于包含k个发电机组的发电站节点，其节点碳强度的计算方式如下所示：
Figure BDA0003742146170000061
Figure BDA0003742146170000071
其中，Fgk,t表示发电站节点在目标时间t的碳排放总量；Gk,t表示发电机组k在目标时间t的总发电量；CIk,t表示发电站节点在目标时间t内的节点碳强度。
而对于传输站节点，节点输入的总碳量等于与其相联的输入线路碳量之和，其节点碳强度等于其总输入碳量除以其总输入电量，在不考虑节点本身损耗时，也等于总输入碳量除以其总输出电量。其中，总输入电量可根据目标时间内传输站节点输入有功功率确定，总输出电量可根据目标时间内输出有功功率确定。如下式所示：
Figure BDA0003742146170000072
Figure BDA0003742146170000073
其中，BIk与BOk是传输站节点k输入线路集合与输出线路集合。(-P(k,i),t)·CIi,t是指传输站节点k的所有输入线路电量与该节点碳强度乘积得到的碳量，
Figure BDA0003742146170000074
是总输入电量，
Figure BDA0003742146170000075
是总输出电量。
而对于负荷站节点，其输入的总碳量等于与其相联的输入线路碳量之和，其节点碳强度等于其总输入碳量除以其总输入电量，或者总输出电量与总负荷之和。如下式所示：
Figure BDA0003742146170000076
Figure BDA0003742146170000077
其中，lk,t是负荷站节点k的总负荷。
且除此之外，在负荷站节点中，还可能拥有分布式电源用于发电，该种情况下，其总负荷可为节点负荷量与节点中分布式电源的发电量的差值，即：
Lk,t＝L′k,t-Gk,t
其中，L′k,t为节点负荷量，Gk,t为分布式电源的发电量。
或者，可将分布式发电量对应的碳量计入总输入碳量，即总输入碳量为：
Figure BDA0003742146170000078
上述阐述中，对于不同电力节点对应有不同的碳强度计算方式，而在一种可能的实施方式中，针对不同电力节点，对应有通用碳量平衡方程，适用于任意节点。
可选的，对于任意类型的发电站节点、传输站节点以及负荷站节点，其输出电量与输入电量保持平衡，如下式所示：
Figure BDA0003742146170000081
其中，
Figure BDA0003742146170000082
是指输入线路电量；Gk,t是指节点所包含的节点发电机组的发电量；
Figure BDA0003742146170000083
是指输出线路电量；Lk,t是指负荷用电量。
相应的，节点输出碳量与输入碳量平衡，碳量平衡方程为：
Figure BDA0003742146170000084
其中，CIi,t与CIl,t相同，表示节点碳强度。
在一种可能的实施方式中，可根据电力潮流数据计算各个电力节点的输入线路电量、节点发电机组的发电量、输出线路电量以及负荷用电量，且计算机设备还可获取节点发电机组的供电碳强度，从而可根据各个电力节点的碳量平衡方程，计算得到各个电力节点的节点碳强度。
可选的，基于发电站节点的电力潮流数据计算得到节点发电机组的发电量以及输出线路电量。其中，输出线路电量可根据发电站节点的输出线路的有功功率数据计算得到。
可选的，基于传输站节点的电力潮流数据计算得到输入线路电量以及输出线路电量。其中，输入线路电量可根据传输站节点输入线路的有功功率数据计算得到，输出线路电量可根据传输站节点的输出线路的有功功率数据计算得到。
可选的，基于负荷站节点的电力潮流数据计算得到输入线路电量以及负荷用电量。其中，输入线路电量可根据负荷站节点输入线路的有功功率数据计算得到。
步骤303，基于各个电力节点的输出电量与输入电量，确定电力系统的消耗电量。
根据上述碳量平衡方程可知，其中，电力系统消耗电量对应的碳排放量与系统中发电机组发电量对应的碳排放量平衡。
在一种可能的实施方式中，基于各个电力节点的输出电量与输入电量的平衡原则，构建电力矩阵，电力矩阵的矩阵维度与电力节点的节点数量相同，电力矩阵用于指示电力节点的输入输出电量或消耗电量，即可指示传输站节点的输入输出电量或负荷站节点的消耗电量，从而指示电力系统的消耗电量。根据各个电力节点的输出电量与输入电量的平衡原则可知各个电力节点的输出电量与输入线路电量差值与节点发电机组的发电量平衡。电力矩阵即由各个电力节点的输出电量矩阵与各个电力节点的输入线路电量矩阵间的差值构成。
示意性的，对于具有s个电力节点的电力系统，电力矩阵如下式所示：
Figure BDA0003742146170000091
其中，Pt是由所有输入线路电量-P(k,i),t构成的S*S的电力输入矩阵。Ht即为S*S的电力矩阵。
步骤304，基于消耗电量以及各个电力节点的节点发电机组的碳排放生产量，确定各个电力节点的节点碳强度，节点发电机组的碳排放生产量根据节点发电机组的供电碳强度以及发电量确定。
在得到电力系统的消耗电量之后，计算机设备可根据消耗电量以及节点发电机组的碳排放生产量确定各个电力节点的节点碳强度。该步骤可包括步骤304a-步骤304b，本实施例不再赘述。
步骤304a，基于各个节点发电机组的碳排放生产量，构建电力碳排量向量。
其中，电力碳排量向量如下所示：
Ft＝[G1,t·e1,…Gs,t·es…,GS,t·eS]T
步骤304b，基于电力矩阵与电力碳排量向量，确定碳强度矩阵，碳强度矩阵用于指示各个电力节点的节点碳强度。
根据碳量平衡方程可得到电力系统的节点碳量矩阵方程：
Ht·CIt＝Ft
根据电力矩阵与电力碳排量向量，即可计算得到碳强度矩阵，碳强度矩阵为s维矩阵，其中，包含各个电力节点的节点碳强度。
步骤305，在电力节点拓扑图上展示各个电力节点的节点碳强度。
在得到各个电力节点的节点碳强度后，可在电力节点拓扑图上展示各个电力节点的节点碳强度。具体展示方式可参考下述实施例，本实施例不再赘述。
步骤306，基于各个电力节点的节点碳强度，确定各个电力节点的碳排放量或碳流量，以及电力节点间传输线路的碳流量。
当得到各个电力节点的节点碳强度后，在一种可能的实施方式中，还可进一步根据各个电力节点的节点碳强度，确定各个电力节点的碳排放量或碳流量，以及电力节点间传输线路的碳流量，从而实现碳排放的追踪与溯源。且确定各个电力节点的碳排放量，还可进一步用于后续碳排放管理中，比如，当节点碳排放量超过规定排放量时，可及时进行预警。
对于不同节点，碳排放量或碳流量的确定方式不同。对于发电站节点，将发电站节点中节点发电机组的发电总量与发电站节点的节点碳强度的乘积，确定为发电站节点的碳排放生产量。对于传输站节点，将传输站节点的输入线路电量与传输站节点的节点碳强度的乘积，确定为传输站节点的碳流量。对于负荷站节点，将负荷站节点的负荷用电量与负荷站节点的节点碳强度的乘积，确定为负荷站节点的碳排放消耗量。
传输线路传输电力过程中存在网损，其对应的线路碳强度与该传输线路的输出端节点的节点碳强度相同。即对于传输线路，将传输线路输送电量与传输线路的输出端节点的节点碳强度的乘积，确定为传输线路的碳流量。
步骤307，在电力节点拓扑图上展示各个电力节点的碳排放量或碳流量，以及传输线路的碳流量。
当确定各个电力节点的碳排放量以及传输线路的碳流量之后，可在电力节点拓扑图上进行展示。其中，电力节点的碳排放量或碳流量不同时，对应的节点展示方式不同。且对于电力节点的节点碳强度与碳排放量，以不同类型的节点展示方式进行展示。比如，对于电力节点的节点碳强度，可以节点颜色表示；而对于碳排放量，可以节点大小表示。或者，还可通过其他不同类型的方式展示，本实施例对此不作限定。
如图4所示，当确定节点碳强度后，可计算发电站节点的碳排放生产量401(发电机组发电量*节点碳强度)，传输站节点的碳流量402(输入线路总电量*节点碳强度)，负荷站节点的碳排放消耗量403(负荷用电量*节点碳强度)以及传输线路的碳流量404(线路输送电量*线路碳强度)，并对其进行展示。
本实施例中，利用通用碳量平衡方程，确定关于电力系统各个电力节点的节点碳强度，方式简单，效率较高，适用于大型电力系统。且由于仅考虑电力节点的输入电量与输出电量，适用于环网型电力系统。
且本实施例中，在电力节点拓扑图上，除展示电力节点的节点碳强度之外，还对各个节点的碳排放量以及线路中碳流量进行展示，在电力系统中存在碳排放量较大的节点时，可进行及时预警，有助于低碳行动。
上述实施例中，介绍了电力系统各个电力节点的节点碳强度以及碳排放量的计算方式，在确定碳强度以及碳排放量后，可在电力节点拓扑图上进行展示。下面将对展示方式进行示例性说明。
请参考图5，其示出了本申请另一个示例性实施例提供的碳强度的展示方法的流程图。本实施例以该方法用于计算机设备为例进行说明。该方法包括如下步骤。
步骤501，获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据。
步骤502，按照碳量平衡关系，对电力潮流数据进行数据处理，得到各个电力节点的节点碳强度。
步骤503，基于各个电力节点的节点碳强度，确定各个电力节点的碳排放量以及电力节点间传输线路的碳流量。
步骤501至步骤503的实施方式可参考上述实施例，本实施例不再赘述。
步骤504，基于节点碳强度的强度大小，确定电力节点的节点颜色以及节点连接线的线路颜色。
可选的，节点连接线用于表示电力节点间的传输线路，线路颜色用于指示线路碳强度，线路碳强度与传输线路的输出端节点的节点碳强度相同。
在一种可能的实施方式中，节点碳强度以节点颜色展示。计算机设备可根据节点碳强度的强度大小，确定电力节点的节点颜色。该过程中，首先可根据节点碳强度确定其所属的强度等级，计算机设备中预先存储不同强度等级与节点颜色的对应关系，可根据强度等级确定对应的节点颜色。
可选的，节点碳强度与强度等级的对应关系可由开发人员默认设置或由用户自定义设置，比如，大于第一强度阈值时，属于高强度等级；小于第一强度阈值且大于第二强度阈值时，属于中强度等级；小于第二强度阈值时，属于低强度等级。计算机设备可根据对应关系，确定对应的强度等级。
可选的，高强度等级对应的节点颜色可为黑色，中强度等级对应的节点颜色可为灰色，低强度等级对应的节点颜色可为白色。或者，高强度等级对应的节点颜色可为红色，中强度等级对应的节点颜色可为黄色，低强度等级对应的节点颜色可为绿色。本实施例对此不作限定。
除此之外，还可对传输线路的线路碳强度进行展示线路颜色与输出端节点的节点颜色相同。
步骤505，以节点颜色以及线路颜色，在电力节点拓扑图上展示各个电力节点以及各个节点连接线。
当确定各个电力节点的节点颜色以及各个节点连接线对应的线路颜色后，可在电力节点拓扑图上进行展示。
示意性的，如图6所示。在电力节点拓扑图601上展示各个电力节点的节点碳强度，第一电力节点602的节点碳强度为高强度等级，对应节点颜色为黑色；第二电力节点603的节点碳强度为中强度等级，对应节点颜色为灰色；第三电力节点604的节点碳强度为低强度等级，对应节点颜色为白色。且传输线路605向第四电力节点606输送电力，其对应的节点连接线的线路颜色为灰色。
步骤506，基于电力节点的碳排放量或碳流量，确定电力节点的节点大小，碳排放量或碳流量与节点大小呈正相关关系。
在一种可能的实施方式中，发电站节点或负荷站节点的碳排放量，以及传输站节点的碳流量以节点大小展示。当电力节点对应的碳排放量或碳流量越大时，其对应的节点大小越大。可选的，计算机设备中可存储节点大小与碳排放量或碳流量大小的对应关系，可由开发人员预先设置或用户自定义设置。
示意性的，当确定碳排放量或碳流量属于高排放量或高流量时，可确定节点大小为第一半径的圆形节点；当确定碳排放量或碳流量属于中排放量或中流量时，可确定节点大小为第二半径的圆形节点；当确定碳排放量或碳流量属于低排放量或低流量时，可确定节点大小为第三半径的圆形节点。其中，第一半径大于第二半径，第二半径大于第三半径。
步骤507，基于传输线路的碳流量，确定节点连接线的线路粗细，节点连接线表示传输线路。
相应的，计算机设备可根据传输线路的碳流量确定节点连接线的线路粗细。碳流量与线路粗细呈正相关关系，碳流量越大，线路越粗。示意性的，当确定碳流量属于高流量时，可确定线路粗细为第一尺寸；当确定碳流量属于中流量时，可确定线路粗细为第二尺寸；当确定碳流量属于低流量时，可确定线路粗细为第三尺寸。
步骤508，基于传输线路的碳流量方向，确定节点连接线之间的流动箭头方向，流动箭头方向表示电力节点之间的碳流方向。
在一种可能的实施方式中，计算机设备还可根据传输线路的碳流量方向，确定各个节点连接线之间的流动箭头方向，从而展示碳流轨迹。其中，传输线路的碳流量方向与传输线路的电力传输方向相同。
步骤509，根据节点大小以及线路粗细，在电力节点拓扑图上展示各个电力节点、节点连接线以及节点连接线之间的流动箭头方向。
当确定各个电力节点的节点大小、各个节点连接线的线路粗细以及各个节点连接线之间的流动箭头方向之后，可在电力节点拓扑图上进行展示。
如图6所示，第一电力节点602的碳排放量为高排放量，节点大小为第一半径的圆形节点；第二电力节点603的碳排放量为中排放量，节点大小为第二半径的圆形节点；第四电力节点606的碳排放量为低排放量，节点大小为第三半径的圆形节点。
且如图6所示，传输线路605相较于传输线路607碳流量较高，其对应节点连接线比传输线路607对应的节点连接线较粗。
且第一电力节点602向第二电力节点603传输电力，碳流量方向为第一电力节点602流向第二电力节点603，其传输线路上流动箭头方向由第一电力节点602指向第二电力节点603。
在一种可能的实施方式中，碳强度的展示方法如图7所示，包括如下步骤。
步骤701，数据接入处理。
如图8所示，数据接入处理过程中，计算机设备可获取电力系统提供的拓扑结构文件，确定电力拓扑数据801；且可从电力系统调度过程或其他潮流计算软件处获取电力潮流数据802；计算机设备还可根据人工输入数据或发电机系统采集数据，确定发电机组供电碳强度803。之后，计算机设备可根据电力拓扑数据801生成电力节点拓扑图，根据电力潮流数据802确定各个发电站节点、传输站节点、负荷站节点的输入线路和输出线路有功功率数据，从而确定输入电量以及输出电量。
步骤702，数据建模管理。
其中，计算机设备获取的数据包括但不限制各发电机组容量、发电量以及供电碳强度，且包括节点输入线路集合以及输出线路集合，且可分别进行存储，如表1所示：
表1
Figure BDA0003742146170000131
Figure BDA0003742146170000141
步骤703，根据通用碳量平衡方程计算节点碳强度。
如图9所示，该过程包括如下步骤：
步骤901，构建电力节点的电量平衡方程；
步骤902，构建电力节点的碳量平衡方程；
步骤903，构建电力系统的节点碳量矩阵方程；
步骤904，根据节点碳量矩阵方程计算各个电力节点的节点碳强度。
具体实施过程可参考上述实施例，本步骤不再赘述。
步骤704，在电力节点拓扑图上展示节点碳强度。
图10是本申请一个示例性实施例提供的碳强度展示装置的结构框图，如图所示，该装置包括：
数据获取模块1001，用于获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，所述电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点；
碳强度确定模块1002，用于按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点碳强度是指所述电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，所述碳量平衡关系是指所述电力系统耗电对应的碳排放总量与所述电力系统发电的碳排放总量平衡；
碳强度展示模块1003，用于在电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的节点碳强度，所述电力节点拓扑图用于指示所述电力节点间的连接关系，不同节点碳强度对应不同节点展示方式。
可选的，所述碳强度确定模块1002，还用于：
基于所述电力潮流数据，计算所述电力节点的所述输入电量与所述输出电量，所述输入电量包括输入线路电量以及所述电力节点中节点发电机组的发电量中至少一种，所述输出电量包括输出线路电量以及所述电力节点的负荷用电量中至少一种；
基于各个所述电力节点的输出电量与所述输入电量，确定所述电力系统的消耗电量；
基于所述消耗电量以及各个所述电力节点的节点发电机组的碳排放生产量，确定各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点发电机组的碳排放生产量根据所述节点发电机组的供电碳强度以及所述发电量确定。
可选的，所述碳强度确定模块1002，还用于：
基于各个所述电力节点的所述输出电量与所述输入电量的平衡原则，构建电力矩阵，所述电力矩阵的矩阵维度与所述电力节点的节点数量相同，所述电力矩阵用于指示所述电力节点的输入输出电量或消耗电量；
基于各个所述节点发电机组的碳排放生产量，构建电力碳排量向量；
基于所述电力矩阵与所述电力碳排量向量，确定碳强度矩阵，所述碳强度矩阵用于指示各个所述电力节点的所述节点碳强度。
可选的，可选的，所述碳强度确定模块1002，还用于：
基于所述发电站节点的电力潮流数据，计算所述节点发电机组的发电量以及所述输出线路电量；
基于所述传输站节点的电力潮流数据，计算所述输入线路电量以及所述输出线路电量；
基于所述负荷站节点的电力潮流数据，计算所述输入线路电量以及所述负荷用电量。
可选的，所述节点碳强度以节点颜色展示。
可选的，所述碳强度展示模块1003，还用于：
基于所述节点碳强度的强度大小，确定所述电力节点的节点颜色以及节点连接线的线路颜色，所述节点连接线用于表示所述电力节点间的传输线路，所述线路颜色用于指示线路碳强度，所述线路碳强度与所述传输线路的输出端节点的所述节点碳强度相同；
以所述节点颜色以及所述线路颜色，在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点以及各个所述节点连接线。
可选的，所述装置还包括：
碳量确定模块，用于基于各个所述电力节点的节点碳强度，确定各个所述电力节点的碳排放量或碳流量，以及所述电力节点间传输线路的碳流量；
碳量展示模块，用于在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的所述碳排放量或碳流量，以及所述传输线路的所述碳流量。
可选的，所述碳量确定模块，还用于：
将所述发电站节点中节点发电机组的发电总量与所述发电站节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述发电站节点的碳排放生产量；
将所述传输站节点的输入线路电量与所述传输站节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述传输站节点的碳流量；
将所述负荷站节点的负荷用电量与所述负荷站节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述负荷站节点的碳排放消耗量；
将所述传输线路输送电量与所述传输线路的输出端节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述传输线路的碳流量。
可选的，所述碳量展示模块，还用于：
基于所述电力节点的所述碳排放量或碳流量，确定所述电力节点的节点大小，所述碳排放量或碳流量与所述节点大小呈正相关关系；
基于所述传输线路的所述碳流量，确定节点连接线的线路粗细，所述节点连接线表示所述传输线路；
基于所述传输线路的所述碳流量方向，确定所述节点连接线之间的流动箭头方向，所述流动箭头方向表示所述电力节点之间的碳流方向；
根据所述节点大小以及所述线路粗细，在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点、所述节点连接线以及所述节点连接线之间的所述流动箭头方向。
可选的，所述数据获取模块1001，还用于：
获取目标时间内所述电力系统中各个电力节点的所述电力潮流数据；
所述碳强度确定模块1002，还用于：
按照所述碳量平衡关系，对所述目标时间内的所述电力潮流数据进行数据处理，得到所述目标时间内各个所述电力节点的节点碳强度。
综上所述，本申请实施例中，根据电力系统中各个节点的电力潮流数据以及电力系统发电的碳排放总量，计算得到电力系统中各个电力节点的节点碳强度，即可得到电力系统中包含发电站节点、传输站节点以及负荷站节点对应的节点碳强度，并在电力节点拓扑图上进行展示，实现对电力系统中各个节点对应碳强度精确监测，提高碳强度分析颗粒度，且利用电力节点拓扑图展示各个电力节点的碳强度，可直观展示碳流轨迹分布，实现碳排放的追踪与溯源。
请参考图11，其示出了本申请一个示例性实施例提供的计算机设备的结构示意图。具体来讲：所述计算机设备1100包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1101、包括随机存取存储器1102和只读存储器1103的系统存储器1104，以及连接系统存储器1104和中央处理单元1101的系统总线1105。所述计算机设备1100还包括帮助计算机内的各个器件之间传输信息的基本输入/输出系统(Input/Output，I/O系统)1106，和用于存储操作系统1113、应用程序1114和其他程序模块1115的大容量存储设备1107。
所述基本输入/输出系统1106包括有用于显示信息的显示器1108和用于用户输入信息的诸如鼠标、键盘之类的输入设备1109。其中所述显示器1108和输入设备1109都通过连接到系统总线1105的输入输出控制器1110连接到中央处理单元1101。所述基本输入/输出系统1106还可以包括输入输出控制器1110以用于接收和处理来自键盘、鼠标、或电子触控笔等多个其他设备的输入。类似地，输入输出控制器1110还提供输出到显示屏、打印机或其他类型的输出设备。
所述大容量存储设备1107通过连接到系统总线1105的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元1101。所述大容量存储设备1107及其相关联的计算机可读介质为计算机设备1100提供非易失性存储。也就是说，所述大容量存储设备1107可以包括诸如硬盘或者驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
不失一般性，所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、闪存或其他固态存储设备，只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器1104和大容量存储设备1107可以统称为存储器。
存储器存储有一个或多个程序，一个或多个程序被配置成由一个或多个中央处理单元1101执行，一个或多个程序包含用于实现上述方法的指令，中央处理单元1101执行该一个或多个程序实现上述各个方法实施例提供的方法。
根据本申请的各种实施例，所述计算机设备1100还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即计算机设备1100可以通过连接在所述系统总线1105上的网络接口单元1111接到网络1112，或者说，也可以使用网络接口单元1111来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。
所述存储器还包括一个或者一个以上的程序，所述一个或者一个以上程序存储于存储器中，所述一个或者一个以上程序包含用于进行本申请实施例提供的方法中由计算机设备所执行的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述任一实施例所述的碳强度的展示方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述方面提供的碳强度的展示方法。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述任一方法实施例所述的碳强度的展示方法。
可选地，该计算机可读存储介质可以包括：ROM、RAM、固态硬盘(SSD，Solid StateDrives)或光盘等。其中，RAM可以包括电阻式随机存取记忆体(ReRAM,Resistance RandomAccess Memory)和动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也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，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种碳强度的展示方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，所述电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点；
按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点碳强度是指所述电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，所述碳量平衡关系是指所述电力系统耗电对应的碳排放总量与所述电力系统发电的碳排放总量平衡；
在电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的节点碳强度，所述电力节点拓扑图用于指示所述电力节点间的连接关系，不同节点碳强度对应不同节点展示方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度，包括：
基于所述电力潮流数据，计算所述电力节点的所述输入电量与所述输出电量，所述输入电量包括输入线路电量以及所述电力节点中节点发电机组的发电量中至少一种，所述输出电量包括输出线路电量以及所述电力节点的负荷用电量中至少一种；
基于各个所述电力节点的输出电量与所述输入电量，确定所述电力系统的消耗电量；
基于所述消耗电量以及各个所述电力节点的节点发电机组的碳排放生产量，确定各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点发电机组的碳排放生产量根据所述节点发电机组的供电碳强度以及所述发电量确定。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述电力节点的输出电量与所述输入电量，确定所述电力系统的消耗电量，包括：
基于各个所述电力节点的所述输出电量与所述输入电量的平衡原则，构建电力矩阵，所述电力矩阵的矩阵维度与所述电力节点的节点数量相同，所述电力矩阵用于指示所述电力节点的输入输出电量或消耗电量；
所述基于所述消耗电量以及各个所述电力节点的节点发电机组的碳排放生产量，确定各个所述电力节点的节点碳强度，包括：
基于各个所述节点发电机组的碳排放生产量，构建电力碳排量向量；
基于所述电力矩阵与所述电力碳排量向量，确定碳强度矩阵，所述碳强度矩阵用于指示各个所述电力节点的所述节点碳强度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述电力潮流数据，确定所述电力节点的所述输入电量与所述输出电量，包括：
基于所述发电站节点的电力潮流数据，计算所述节点发电机组的发电量以及所述输出线路电量；
基于所述传输站节点的电力潮流数据，计算所述输入线路电量以及所述输出线路电量；
基于所述负荷站节点的电力潮流数据，计算所述输入线路电量以及所述负荷用电量。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述节点碳强度以节点颜色展示；
所述在电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的节点碳强度，包括：
基于所述节点碳强度的强度大小，确定所述电力节点的节点颜色以及节点连接线的线路颜色，所述节点连接线用于表示所述电力节点间的传输线路，所述线路颜色用于指示线路碳强度，所述线路碳强度与所述传输线路的输出端节点的所述节点碳强度相同；
以所述节点颜色以及所述线路颜色，在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点以及各个所述节点连接线。
6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据与所述供电碳强度进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度之后，所述方法还包括：
基于各个所述电力节点的节点碳强度，确定各个所述电力节点的碳排放量或碳流量，以及所述电力节点间传输线路的碳流量；
在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的所述碳排放量或碳流量，以及所述传输线路的所述碳流量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述电力节点的节点碳强度，确定各个所述电力节点的碳排放量或碳流量，以及所述电力节点间传输线路的碳流量，包括：
将所述发电站节点中节点发电机组的发电总量与所述发电站节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述发电站节点的碳排放生产量；
将所述传输站节点的输入线路电量与所述传输站节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述传输站节点的碳流量；
将所述负荷站节点的负荷用电量与所述负荷站节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述负荷站节点的碳排放消耗量；
将所述传输线路输送电量与所述传输线路的输出端节点的所述节点碳强度的乘积，确定为所述传输线路的碳流量。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的所述碳排放量或碳流量，以及所述传输线路的所述碳流量，包括：
基于所述电力节点的所述碳排放量或碳流量，确定所述电力节点的节点大小，所述碳排放量或碳流量与所述节点大小呈正相关关系；
基于所述传输线路的所述碳流量，确定节点连接线的线路粗细，所述节点连接线表示所述传输线路；
基于所述传输线路的所述碳流量方向，确定所述节点连接线之间的流动箭头方向，所述流动箭头方向表示所述电力节点之间的碳流方向；
根据所述节点大小以及所述线路粗细，在所述电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点、所述节点连接线以及所述节点连接线之间的所述流动箭头方向。
9.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，包括：
获取目标时间内所述电力系统中各个电力节点的所述电力潮流数据；
所述按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个电力节点的节点碳强度，包括：
按照所述碳量平衡关系，对所述目标时间内的所述电力潮流数据进行数据处理，得到所述目标时间内各个所述电力节点的节点碳强度。
10.一种碳强度的展示装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取电力系统中各个电力节点的电力潮流数据，所述电力节点包括发电站节点、传输站节点以及负荷站节点；
碳强度确定模块，用于按照碳量平衡关系，对所述电力潮流数据进行数据处理，得到各个所述电力节点的节点碳强度，所述节点碳强度是指所述电力节点生产、传输或消耗单位电量时发电侧的碳排放量，所述碳量平衡关系是指所述电力系统耗电对应的碳排放总量与所述电力系统发电的碳排放总量平衡；
碳强度展示模块，用于在电力节点拓扑图上展示各个所述电力节点的节点碳强度，所述电力节点拓扑图用于指示所述电力节点间的连接关系，不同节点碳强度对应不同节点展示方式。
11.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一所述的碳强度展示方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一所述的碳强度展示方法。
13.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中，计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机指令，所述处理器执行所述计算机指令以实现如权利要求1至9任一所述的碳强度展示方法。
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