CN115204612A - 电力系统碳排放量的确定方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电力系统碳排放量的确定方法和装置,有效提高在确定电力系统碳排放量时的准确率。所述方法包括:确定电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并确定该储能节点的碳排放强度;根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;根据第一碳排放量确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量,直到确定各个时刻的碳排放总量。
Description
技术领域
本申请涉及电力技术领域,特别是涉及一种电力系统碳排放量的确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着电网技术的不断发展,为引导电力用户更加高效地利用电能并减少碳排放,确定电力系统不同环节对整体低碳减排的影响,推动形成整体的低碳电力系统,对电网中各节点用电和发电过程中的碳排放量进行追踪已日益普及。
在相关技术中,在确定电力系统的碳排放量时,可以通过潮流或碳流追踪方法,分析电力系统中放电节点和负荷节点上流经潮流的能源组成,在结合网损对应的碳排放量的影响后,得到电力系统中放电节点和负荷节点碳迹强度分布情况和碳排放强度,并根据碳排放强度确定电力系统的碳排放总量。
然而,当电力系统中存在储能节点时,上述方式所估计的碳排放总量与电力系统实际的碳排放总量往往存在较大差异,存在难以确定碳排放总量的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种电力系统碳排放量的确定方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面,本申请提供了一种电力系统碳排放量的确定方法。所述方法包括:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
第二方面,本申请还提供了一种电力系统碳排放量的确定装置。所述装置包括:
负荷信息获取模块,用于获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
储能节点碳排放强度确定模块,用于确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
第一碳排放量获取模块,用于获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
第二碳排放量获取模块,用于根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
碳排放总量确定模块,用于根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
第三方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
第四方面,本申请还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,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
第五方面,本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
上述电力系统碳排放量的确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,可以获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,确定电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度,进而获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量,根据第一碳排放量,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量,根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。本实施例中,通过对不同时刻电力系统中储能节点的工作状态进行实时滚动的确定,并将其划分至放电节点或负荷节点,能够充分准确地识别出不同时刻下储能节点释放和存储能量对电力系统碳排放量所带来的影响,对储能节点在输入或输出电量过程中所蕴含的间接碳排放进行正确计量,有效提高了在确定电力系统碳排放量时的准确率。
附图说明
图1为一个实施例中一种电力系统碳排放量的确定方法的流程示意图;
图2为一个实施例中一种确定节点负荷的步骤的流程示意图;
图3为一个实施例中一种确定第二碳排放量的步骤的流程示意图;
图4为另一个实施例中一种电力系统碳排放量的确定方法的流程示意图;
图5为一个实施例中一种电力系统碳排放量的确定装置的结构框图;
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图;
图7为另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种电力系统碳排放量的确定方法,本实施例以该方法应用于终端进行举例说明,可以理解的是,该方法也可以应用于服务器,还可以应用于包括终端和服务器的系统,并通过终端和服务器的交互实现。其中,终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑;服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在本实施例中,该方法包括以下步骤:
S101,获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息。
实际应用中,电力系统可以包括多个节点,电力系统内部或外部的电源可以通过电力系统中的各支路将电流输送到多个节点,电力系统可以包括负荷节点、放电节点和储能节点,其中,负荷节点也可以称为负荷成员,是电力系统中固定用电的节点;放电节点也可以称为发电成员,是电力系统中固定供电的节点;而储能节点也可以称为储能成员,具有发电功能和储电功能,在不同时段可以充当不同角色,也即当工作状态为发电状态时,可以作为发电节点,而在工作状态为储电状态时,则可以作为负荷节点。
在本步骤中,可以获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息。
S102,确定电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度。
作为一示例,储能节点的工作状态可以包括放电状态和储电状态。
具体实现中,电力系统中的储能节点在不同时刻可以处于不同的工作状态。例如在上一时刻处于储电状态,而当前时刻则为放电状态,也可以在连续的多个时刻处于放电状态或储电状态。
在本步骤中,由于每个储能节点在不同时刻的工作状态都可能发生变化,针对电力系统中的每个储能节点,可以获取当前时刻电力系统中每个储能节点的工作状态,并确定电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度,例如,可以将单位存储电量所含碳排放量作为该储能节点的碳排放强度。
S103,获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量。
在获取到处于放电状态的储能节点的碳排放强度后,还可以获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量。
具体地,针对当前时刻电力系统中正在放电的节点,可以根据该节点的碳排放强度以及负荷信息的乘积,确定出该节点的碳排放量,为便于与正在用电或储电的节点的碳排放量进行区分,可以将该节点的碳排放量称为第一碳排放量。在一示例中,第一碳排放量eGi可以通过如下公式计算:
eGi=EFGiPGi
其中,eGi为放电节点或处于放电状态的储能节点在当前时刻的第一碳排放量,也可以称为对应节点的机组单位时间碳排放,EFGi为放电节点或处于放电状态的储能节点的碳排放强,PGi为放电节点或处于放电状态的储能节点的节点负荷。
S104,根据第一碳排放量,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量。
在获取到第一碳排放量后,则可以根据第一碳排放量确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量。
相关技术在确定包含储能节点的电力系统的碳排放量时,只考虑放电节点以及负荷节点对节点碳排放强度的影响,忽略了储能环节对电力系统碳排放计量与追踪的影响。而具体实现中,储能节点涉及到了对能量进行储存以及释放,而碳排放量与能量相关,因此本实施例在计量、追踪含储能节点的电力系统碳排放量时,可以基于储电节点在当前时刻的工作状态,合理考虑储能节点的储电、放电过程,通过步骤S102-S104,将其分别划分为放电节点或负荷节点分别计算,对其输入或输出电量所蕴含的间接碳排放进行正确计量。
S105,根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
在获取到第一碳排放和第二碳排放量后,则可以根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量,例如根据各个放电节点、处于放电状态的储能节点的第一碳排放量以及各个负荷节点、处于储电状态的储能节点的第二碳排放量两者之和,确定电力系统在当前时刻的碳排放总量。
并且,在下一时刻来临时可以返回到步骤S101,重新执行S101-S105中确定碳排放总量的步骤,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
在本实施例中,可以获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,确定电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度,进而获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量,根据第一碳排放量,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量,根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。本实施例中,通过对不同时刻电力系统中储能节点的工作状态进行实时滚动的确定,并将其划分至放电节点或负荷节点,能够充分准确地识别出不同时刻下储能节点释放和存储能量对电力系统碳排放量所带来的影响,对储能节点在输入或输出电量过程中所蕴含的间接碳排放进行正确计量,有效提高了在确定电力系统碳排放量时的准确率。
在一个实施例中,如图2所示,S101获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,可以包括如下步骤:
S201,获取电力系统在当前时刻的潮流状态信息,并根据潮流状态信息确定电力系统中各个放电节点和负荷节点的节点负荷。
具体而言,潮流状态信息可以是描述电力系统在当前时刻电力系统潮流情况的信息,其中,潮流可以表征电力系统中电流从电源流经各节点时,在不同支路上的各个节点的电压、功率(如有功功率、无功功率)的稳态分布。作为一示例,潮流状态信息可以包括电力系统中各支路潮流的大小、方向、起始节点和终末节点。
在实际应用中,可以获取电力系统在当前时刻的潮流状态信息,并根据潮流状态信息确定电力系统中各个放电节点和储能节点的节点负荷。具体实现中,可以根据潮流状态信息确定电力系统中任意两个节点之间的潮流大小和潮流方向,其中,任意两个节点可以是相邻或不相邻的节点,也可以是相同类型或不同类型的节点,例如负荷节点与储能节点之间的潮流大小和潮流方向,放电节点与放电节点之间的潮流大小和潮流方向,进而可以根据潮流大小和潮流方向确定各个放电节点、储能节点和负荷节点的节点负荷,并从中获取放电节点和负荷节点的节点负荷。
在一可选的实施例中,可以预先向终端输入电力系统的初始参数,该初始参数可以包括电力系统所包含的各个放电节点的节点位置、放电节点的节点数量、负荷节点的节点位置、负荷节点的节点数量、储能节点的节点位置以及储能节点的节点数量,进而针对当前时刻,终端可以获取电力系统当前时刻的潮流状态信息,并根据潮流状态信息和预先输入的初始参数,确定出电力系统中不同位置的各个放电节点和储能节点的节点负荷。
S202,基于各个放电节点和储能节点的节点负荷得到各个放电节点和储能节点的负荷信息。
在本步骤中,在获取到各个放电节点和储能节点的节点负荷后,则可以将各个放电节点和储能节点的节点负荷作为各个放电节点和储能节点的负荷信息。
在本实施例中,可以获取电力系统在当前时刻的潮流状态信息,并根据潮流状态信息确定电力系统中各个放电节点和储能节点的节点负荷,进而基于各个放电节点和储能节点的节点负荷得到各个放电节点和储能节点的负荷信息,能够结合电力系统中的潮流状态确定电力系统中的能量流向,并基于此确定可靠的负荷信息。
在一个实施例中,若储能节点当前时刻的工作状态为放电状态,则可以直接基于上一时刻的单位存储电量所含碳排放量确定当前时刻的单位存储电量所含碳排放量。而针对另一情况,若当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点在上一时刻的工作状态为储电状态,该储能节点在储电状态下的单位存储电量所含碳排放量则可以通过如下步骤确定:
确定处于储电状态下的储电节点在上一时刻的存储电量和单位存储电量所含碳排放量;根据储能节点在上一时刻的存储电量和单位存储电量所含碳排放量以及预设的第一映射关系,确定储能节点在当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,作为储能节点在储电状态下的单位存储电量所含碳排放量;
其中,首个时刻的单位存储电量所含碳排放量可以为预设值。
第一映射关系可以如下所示:
EF(t-1)为上一时刻的单位存储电量所含碳排放量,EF(t)为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量;SOC(t-1)为上一时刻的存储电量;μch为储电时的能量转换效率;estorage为储能节点从电力系统中获取电量时的碳排放量,即第二碳排放量,如单位时间内从电力系统中获取电量时的碳排放量;pstorage为储能节点从电力系统中获取的电量;具体实现中,μch可以是预设值,而estorage则可以随电力系统中潮流状态信息的变化而相应变化。
具体而言,储能节点在多个时刻t0、t1、t2……tn的工作状态可以至少一次变化,若当前时刻t下储能节点的工作状态为放电状态,则可以直接获取t-1时刻的单位存储电量所含碳排放量确定当前时刻的单位存储电量所含碳排放量;若t-1时刻的工作状态为储电状态,则可以获取储能节点在t-2时刻(即相对于当前时刻(t-1)的上一时刻)存储电量和单位存储电量所含碳排放量,进而可以根据储能节点在上一时刻(即t-2时刻)的存储电量和单位存储电量所含碳排放量以及预设的第一映射关系,确定储能节点在当前时刻(即t-1时刻)的单位存储电量所含碳排放量。
在本实施例中,针对储能节点不同工作状态下对能量的不同转换处理,可以采用不同方式确定单位存储电量所含碳排放量,并且在储电状态下,通过对上一时刻的单位存储电量所含碳排放量进行及时调整,能够更准确地计量储电节点在储电量增加过程中所产生的碳排放。
在一个实施例中,在根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量之后,还包括:
更新各个储能节点在下一时刻的存储电量,以在储能节点的工作状态为储电状态时,根据更新后的存储电量确定该储能节点在储电状态下的单位存储电量所含碳排放量。
作为一示例,存储电量可以通过荷电状态(super capacitor state of charge,SOC)表示。
在实际应用中,在确定当前时刻电力系统的碳排放总量后,则可以更新各个储能节点在下一时刻的存储电量,例如更新每个储能节点在一下时刻的荷电状态。具体而言,在对各个储能节点的荷电状态进行更新时,可以先确定每个储能节点在下一时刻的工作状态,根据不同工作状态对储能节点的存储电量进行更新,具体例如,若储能节点在下一时刻的工作状态为放电状态,则可以根据下式更新存储电量:
SOC(t+1)=SOC(t)-μdispstorage
其中,SOC(t)为当前时刻的存储电量,SOC(t+1)为下一时刻的存储电量,μdis为储能节点在放电状态下的能量转换效率。换句话说,针对工作状态为放电状态的储能节点,可以保持单位存储电量所含碳排放量不变,而仅更新其存储电量。
若储能节点在下一时刻的工作状态为储电状态,则可以根据下式更新该储能节点的存储电量:
SOC(t+1)=SOC(t)+μchpstorage
其中,μch为储能节点在储电状态下的能量转换效率。换句话说,针对工作状态为储电状态的储能节点,可以同时更新单位存储电量所含碳排放量和存储电量。
在对各个储能节点的存储电量更新后,则可以再次返回执行步骤S101,并在储能节点的工作状态为储电状态的情况下,根据对应时刻更新后的存储电量以及对应时刻的单位存储电量所含碳排放量,确定该储能节点在对应时刻的下一时刻的储电状态下的单位存储电量所含碳排放量。
表1
例如,一储能节点的在不同时刻的单位存储电量所含碳排放量和存储电量可以如表1所示,若t1、t2以及t5时刻储能节点的工作状态为储电状态,而t3、t4以及t6时刻储能节点的工作状态为放电状态,则t2时刻的EF2和SOC2可以根据t1时刻的EF1和SOC1进行更新,t3、t4时刻的EF3和EF4与EF2相同,保持不变,而SOC3和SOC4则不断更新,进而在t5时刻的EF5根据EF4(也即t2时刻的EF2)和SOC4更新得到。
在本实施例中,可以更新各个储能节点在下一时刻的存储电量,进而在储能节点的工作状态为储电状态时,根据更新后的存储电量确定该储能节点在储电状态下的单位存储电量所含碳排放量,为后续准确确定不同工作状态下的单位存储电量所含碳排放量提供基础。
在一个实施例中,如图3所示,S104中根据第一碳排放量,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量,可以包括如下步骤:
S301,获取电力系统的节点功率转移矩阵和节点负荷分配矩阵;
在实际应用中,在获取到第一碳排放量后,还可以获取电力系统的节点功率转移矩阵和节点负荷分配矩阵,其中,节点功率转移矩阵可以表征电力系统中任意两个节点直接的功率转移情况,节点负荷分配矩阵可以表征电力系统中的每个节点所耗用的功率与电力系统整体所耗用的功率两者之间的相对情况。
具体实现中,获取电力系统的节点功率转移矩阵,可以包括如下步骤:
获取电力系统中各个节点的有功功率之和以及任意两个节点之间的节点交换功率;根据有功功率之和以及各个节点交换功率,生成电力系统的节点功率转移矩阵。
其中,节点功率转移矩阵TBB可以是一个n阶方阵,其可以如下所示:
TBB=(tBBij)n×n
节点功率转移矩阵TBB中的矩阵元素tBBij如下所示:
其中,P∑i为电力系统中各个节点的有功功率之和;Pij为节点i与节点j之间的节点交换功率,节点i和节点j可以是以下的任意一种节点:放电节点、负荷节点和储能节点。
实际应用中,P∑i也可以称为各节点有功通量,即注入各节点的有功功率之和,包括发电机和/或外部关联网络注入的有功功率以及从网络中其它节点流入的有功功率。Pij为节点间交换功率,若节点i与节点j间无支路相连,或经此支路从节点i到节点j流过为正向有功潮流,则Pij=0;若节点i与节点j间有支路相连,且经此支路从节点i到节点j流过为负向有功潮流p,则Pij=p。
针对节点负荷分配矩阵,获取电力系统的节点负荷分配矩阵可以包括如下步骤:
获取电力系统中各个节点的节点负荷;根据有功功率之和以及各个节点的节点负荷,生成电力系统的节点负荷分配矩阵。
其中,节点负荷分配矩阵TBL可以是一个n阶方阵,如下所示:
TBL=(tBLij)n×n
节点负荷分配矩阵TBL中的矩阵元素tBLij如下所示:
其中,PLi为电力系统中节点i的节点负荷。
S302,根据节点功率转移矩阵、节点负荷分配矩阵、第一碳排放量以及预设的第二映射关系,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量。
在实际应用中,在获取到节点功率转移矩阵、节点负荷分配矩阵以及多个处于发电状态的节点的第一碳排放量后,则可以根据节点功率转移矩阵、节点负荷分配矩阵、第一碳排放量以及预设的第二映射关系,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量。例如可以将节点功率转移矩阵、节点负荷分配矩阵和第一碳排放量代入到第二映射关系中,基于第二映射关系确定各个处于用电状态的节点的第二碳排放量。
其中,第二映射关系可以如下所示:
eL=TBL(I-TBB)-1eG
其中,eL为各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量,I为单位矩阵,TBL为节点负荷分配矩阵,TBB为节点功率转移矩阵,eG为处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量。
示例性地,eL可以称为负荷节点碳排放向量,该向量中包括各个负荷节点的第二碳排放量以及处于储电状态的、可以被视为负荷节点的储能节点在当前时刻的碳排放向量,eG可以称为发电节点碳排放向量,该向量中包括各个放电节点的第一碳排放量以及处于放电状态的、可以被视为放电节点的储能节点在当前时刻的碳排放向量。eL和eG可以如下所示:
eL=[eL1 eL2 … eLn]T
eG=[eG1 eG2 … eGn]T
在本实施例中,可以获取所力系统的节点功率转移矩阵和节点负荷分配矩阵,根据节点功率转移矩阵、节点负荷分配矩阵、第一碳排放量以及预设的第二映射关系,确定电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量,能够根据电力系统在不同时刻潮流状态,构建出反映电力系统中各节点负荷状态和能量转移情况的节点负荷分配矩阵和节点功率转移矩阵,从而可以对含储能电力系统中发电成员、负荷成员及储能成员的碳排放进行实时滚动计量,有效提高电力系统碳排放量的评估准确性。
为了使本领域技术人员能够更好地理解上述步骤,以下通过一个例子对本申请实施例加以示例性说明,但应当理解的是,本申请实施例并不限于此。
如图4所示,可以预先输入t0时刻电力系统的初始参数,进而针对当前时刻t,可以获取t时刻的电力系统的潮流状态信息,并逐一判断电力系统中m个储能节点在t时刻的工作状态,针对每个储能节点t时刻的工作状态,若工作状态为储电状态,则可以将其定义为t时刻的负荷节点,若工作状态为放电状态,则可以将其定义为t时刻的放电节点,并根据该储能节点的单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度。进而可以计算t时刻的各个放电节点的第一碳排放量和各个负荷节点的第二碳排放量,根据第一碳排放量和第二碳排放量确定电力系统在当前时刻的碳排放总量。
然后,可以更新每个储能节点的荷电状态,并根据电力系统中的各个储能节点在t+1时刻的工作状态,确定是否更新储能节点的单位存储电量所含碳排放量。具体地,若t+1时刻储能节点的工作状态为储电状态,则可以根据t时刻的荷电状态和单位存储电量所含碳排放量,更新得到t+1时刻的单位存储电量所含碳排放量;若t+1时刻储能节点的工作状态为放电状态,则可以将t时刻的单位存储电量所含碳排放量作为t+1时刻的单位存储电量所含碳排放量。
进而在下一时刻来临时,将t+1时刻确定为当前时刻t,并判断其是否小于预设的计算终止时刻T,若是,则可以返回到输入当前时刻t的潮流状态信息的步骤,直到当前时刻等于T。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电力系统碳排放量的确定方法的电力系统碳排放量的确定装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个电力系统碳排放量的确定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电力系统碳排放量的确定方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图5所示,提供了一种电力系统碳排放量的确定装置,包括:
负荷信息获取模块501,用于获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
储能节点碳排放强度确定模块502,用于确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
第一碳排放量获取模块503,用于获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
第二碳排放量获取模块504,用于根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
碳排放总量确定模块505,用于根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
在一个实施例中,若当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点在上一时刻的工作状态为储电状态,所述装置还包括:
历史时刻碳排放量确定模块,用于确定处于储电状态下的储电节点在上一时刻的存储电量和单位存储电量所含碳排放量;
碳排放量更新模块,用于根据所述储能节点在上一时刻的存储电量和单位存储电量所含碳排放量以及预设的第一映射关系,确定所述储能节点在当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,作为所述储能节点在所述储电状态下的单位存储电量所含碳排放量;
所述第一映射关系如下:
其中,EF(t-1)为上一时刻的单位存储电量所含碳排放量,EF(t)为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,SOC(t-1)为上一时刻的存储电量,μch为储电时的能量转换效率,estorage为所述储能节点的第二碳排放量,pstorage为所述储能节点从所述电力系统中获取的电量。
在一个实施例中,所述装置还包括:
存储电量更新模块,用于更新各个储能节点在下一时刻的存储电量,以在储能节点的工作状态为储电状态时,根据更新后的存储电量确定该储能节点在储电状态下的单位存储电量所含碳排放量。
在一个实施例中,所述负荷信息获取模块501,包括:
潮流状态信息确定模块,用于获取电力系统在当前时刻的潮流状态信息,并根据所述潮流状态信息确定所述电力系统中各个放电节点和储能节点的节点负荷;
节点负荷处理模块,用于基于各个放电节点和储能节点的节点负荷得到各个放电节点和储能节点的负荷信息。
在一个实施例中,所述第二碳排放量获取模块504,具体用于:
矩阵获取子模块,用于获取所述电力系统的节点功率转移矩阵和节点负荷分配矩阵;
第二碳排放量计算子模块,用于根据所述节点功率转移矩阵、节点负荷分配矩阵、第一碳排放量以及预设的第二映射关系,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
所述第二映射关系为:
eL=TBL(I-TBB)-1eG
其中,eL为各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量,TBL为节点负荷分配矩阵,TBB为节点功率转移矩阵,eG为处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量。
在一个实施例中,所述矩阵获取子模块具体用于:
获取所述电力系统中各个节点的有功功率之和以及任意两个节点之间的节点交换功率;
根据所述有功功率之和以及各个节点交换功率,生成所述电力系统的节点功率转移矩阵;
所述节点功率转移矩阵TBB中的矩阵元素tBBij如下所示:
其中,P∑i为所述电力系统中各个节点的有功功率之和;Pij为节点i与节点j之间的节点交换功率;
以及,
获取所述电力系统中各个节点的节点负荷;
根据所述有功功率之和以及各个节点的节点负荷,生成所述电力系统的节点负荷分配矩阵;
所述节点负荷分配矩阵TBL中的矩阵元素tBLij如下所示:
其中,PLi为所述电力系统中节点i的节点负荷。
上述电力系统碳排放量的确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电力系统中各节点的存储电量和单位存储电量所含碳排放量。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电力系统碳排放量的确定方法。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电力系统碳排放量的确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图6或图7中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现上述其他实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现上述其他实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现上述其他实施例中的步骤。
需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电力系统碳排放量的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点在上一时刻的工作状态为储电状态,该储能节点在所述储电状态下的单位存储电量所含碳排放量通过如下步骤确定:
确定处于储电状态下的储电节点在上一时刻的存储电量和单位存储电量所含碳排放量;
根据所述储能节点在上一时刻的存储电量和单位存储电量所含碳排放量以及预设的第一映射关系,确定所述储能节点在当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,作为所述储能节点在所述储电状态下的单位存储电量所含碳排放量;
所述第一映射关系如下:
其中,EF(t-1)为上一时刻的单位存储电量所含碳排放量,EF(t)为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,SOC(t-1)为上一时刻的存储电量,μch为储电时的能量转换效率,estorage为所述储能节点的第二碳排放量,pstorage为所述储能节点从所述电力系统中获取的电量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量之后,还包括:
更新各个储能节点在下一时刻的存储电量,以在储能节点的工作状态为储电状态时,根据更新后的存储电量确定该储能节点在储电状态下的单位存储电量所含碳排放量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,包括:
获取电力系统在当前时刻的潮流状态信息,并根据所述潮流状态信息确定所述电力系统中各个放电节点和储能节点的节点负荷;
基于各个放电节点和储能节点的节点负荷得到各个放电节点和储能节点的负荷信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取所述电力系统的节点功率转移矩阵,包括:
获取所述电力系统中各个节点的有功功率之和以及任意两个节点之间的节点交换功率;
根据所述有功功率之和以及各个节点交换功率,生成所述电力系统的节点功率转移矩阵;
所述节点功率转移矩阵TBB中的矩阵元素tBBij如下所示:
其中,P∑i为所述电力系统中各个节点的有功功率之和;Pij为节点i与节点j之间的节点交换功率;
获取所述电力系统的节点负荷分配矩阵包括如下步骤:
获取所述电力系统中各个节点的节点负荷;
根据所述有功功率之和以及各个节点的节点负荷,生成所述电力系统的节点负荷分配矩阵;
所述节点负荷分配矩阵TBL中的矩阵元素tBLij如下所示:
其中,PLi为所述电力系统中节点i的节点负荷。
7.一种电力系统碳排放量的确定装置,其特征在于,所述装置包括:
负荷信息获取模块,用于获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息;
储能节点碳排放强度确定模块,用于确定所述电力系统中当前时刻的工作状态为放电状态的储能节点,将该储能节点在上一时刻的单位存储电量所含碳排放量作为当前时刻的单位存储电量所含碳排放量,并根据所述单位存储电量所含碳排放量确定该储能节点的碳排放强度;
第一碳排放量获取模块,用于获取放电节点的碳排放强度,并根据处于放电状态的储能节点和放电节点的碳排放强度以及负荷信息,确定所述电力系统中处于放电状态的各个节点的在当前时刻的第一碳排放量;
第二碳排放量获取模块,用于根据所述第一碳排放量,确定所述电力系统中各负荷节点以及工作状态为储电状态的储能节点在当前时刻的第二碳排放量;
碳排放总量确定模块,用于根据所述第一碳排放量和第二碳排放量确定所述电力系统在当前时刻的碳排放总量,并在下一时刻来临时返回执行所述获取当前时刻电力系统中各个放电节点和储能节点的负荷信息,直到确定预设的各个时刻的碳排放总量。
8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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2022
- 2022-06-21 CN CN202210704572.2A patent/CN115204612A/zh active Pending
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