CN115642601A - 一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统 - Google Patents

一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统 Download PDF

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CN115642601A
CN115642601A CN202211373990.4A CN202211373990A CN115642601A CN 115642601 A CN115642601 A CN 115642601A CN 202211373990 A CN202211373990 A CN 202211373990A CN 115642601 A CN115642601 A CN 115642601A
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carbon
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邵航建
邢馥麟
刘昱婷
孟羽
梅琼
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Abstract

本申请涉及一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统,其中,该方法包括:获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数,根据该参数建立电碳潮流计算的若干约束,并基于约束计算得到能源网络的线路潮流;再计算出能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据第一节点碳势和线路潮流,计算出各线路的线路碳流率,进而计算得到能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势,以监测园区中各用能设备的碳排放量,通过本申请,解决了如何精准计算园区中各种用能设备的碳排放量的问题,实现了碳流分析与电力潮流分析相结合的电碳潮流计算,通过引入节点碳势、碳流率,考虑了园区能源网络的网络损耗,精准地监测计算出园区中各用能设备的碳排放量。

Description

一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统
技术领域
本申请涉及碳排放监测技术领域,特别是涉及一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统。
背景技术
随着能源危机与气候问题日益突出,实现低碳可持续发展、减少能源过度消耗已成为全社会的普遍共识。因此,着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系,提升能源清洁利用水平和综合能源系统运行效率,实现用电园区低碳发展,开展以时间为尺度园区能源在不同运行场景下碳排放量与储能充放的动态耦合关系的研究是十分必要的。
近年来,园区的电网中大量接入可再生能源设备、能量转换设备、电能存储设备等,电能来源复杂、能量转换存在损耗、电能存储有碳累积效应,碳计量支撑方案需要考虑更多因素。目前碳排放流计算主要有宏观统计法和碳流分析法。其中,宏观统计法从宏观数据出发,根据能源消耗量进行统计,具有计算简单、使用方便等优点,但是该方法的计算结果过于粗放,无法追踪碳排放的具体流向,不利于碳排责任划分与认定,且无法考虑网络损耗,计算精度较差。
目前针对相关技术中如何精准计算园区中各种用能设备的碳排放量的问题,尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统,以至少解决相关技术中如何精准计算园区中各种用能设备的碳排放量的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种园区碳排放流实时监测计算方法,所述方法包括:
获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数;
根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束;
基于所述约束,计算得到所述预设园区能源网络的线路潮流;
计算得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据所述第一节点碳势和所述线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;
根据所述第一节点碳势和所述线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;
根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及所述第二节点碳势,监测计算出所述预设园区中用能设备的碳排放量。
在其中一些实施例中,计算得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势包括:
通过公式
Figure BDA0003921202750000021
计算出所述能源网络中起始节点的发电量Dh,其中,aq,a,h为清洁能源a的发电量,βs,b,h为生物质能β的发电量,δw,c,h为化石燃料δ的发电量,h为发电时间段;
基于所述公式和所述发电量,得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势。
在其中一些实施例中,根据所述第一节点碳势和所述线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势包括:
通过
Figure BDA0003921202750000022
计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势eN,其中,RG=PG*EG,PNL为节点有功功率通量矩阵,PB T为支路功率流出分配矩阵,RG和EG为发电机的碳排放流量和碳排放强度向量,PG为功率注入分配矩阵。
在其中一些实施例中,根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束包括:
根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的直流潮流约束;
对于第j个节点,所述节点上的出力
Figure BDA0003921202750000023
和负荷功率Pj d满足直流潮流约束
Figure BDA0003921202750000024
其中,Bij为第i个节点至第j个节点间输电线路的电纳值,θj为第j个节点上的出力相角,θi为第i个节点上的出力相角,Vj为第j个节点的节点电压,Vi为第i个节点的节点电压。
在其中一些实施例中,根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束还包括:
根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束、线路输电约束和节点电压约束;
对于第j个机组,所述机组的出力向量Pgj满足机组出力约束Pgj min≤Pgj≤Pgj max,j=1,2,3....M其中,Pgj min为所述机组的出力下限,Pgj max为所述机组的出力上限;
对于第j条线路,所述线路上的输电功率Plj满足线路输电约束PIj min≤PIj≤PIj max,j=1,2,3...L,其中,Plj min为所述线路的输电功率下限,Plj max为所述线路的输电功率上限;
对于第j个节点,所述节点的节点电压Vj满足节点电压约束Vj min≤Vj≤Vj max,j=1,2,3...N,其中,Vj min为所述节点的节点电压下限,Vj max为所述节点的节点电压上限。
第二方面,本申请实施例提供了一种园区碳排放流实时监测计算系统,所述系统包括数据获取模块、约束构建模块、计算模块和监测模块;
所述数据获取模块,用于获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数;
所述约束构建模块,用于根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束;
所述计算模块,用于根据所述约束,计算得到所述预设园区能源网络的线路潮流;计算得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据所述第一节点碳势和所述线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;根据所述第一节点碳势和所述线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;
所述监测模块,用于根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及所述第二节点碳势,监测计算出所述预设园区中用能设备的碳排放量。
在其中一些实施例中,所述计算模块,用于通过公式
Figure BDA0003921202750000031
计算出所述能源网络中起始节点的发电量Dh,其中,aq,ah为清洁能源a的发电量,βs,b,h为生物质能β的发电量,δw,c,h为化石燃料δ的发电量,h为发电时间段;
基于所述公式和所述发电量,得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势。
在其中一些实施例中,所述计算模块,用于通过
Figure BDA0003921202750000032
计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势eN,其中,RG=PG*EG,PNL为节点有功功率通量矩阵,PB T为支路功率流出分配矩阵,RG和EG为发电机的碳排放流量和碳排放强度向量,PG为功率注入分配矩阵。
在其中一些实施例中,所述约束构建模块,用于根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的直流潮流约束;
对于第j个节点,所述节点上的出力
Figure BDA0003921202750000041
和负荷功率Pj d满足直流潮流约束
Figure BDA0003921202750000042
其中,Bij为第i个节点至第j个节点间输电线路的电纳值,θj为第j个节点上的出力相角,θi为第i个节点上的出力相角,Vj为第j个节点的节点电压,Vi为第i个节点的节点电压。
在其中一些实施例中,所述约束构建模块,用于根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束、线路输电约束和节点电压约束;
对于第j个机组,所述机组的出力向量Pgj满足机组出力约束Pgj min≤Pgj≤Pgj max,j=1,2,3....M其中,Pgj min为所述机组的出力下限,Pgj max为所述机组的出力上限;
对于第j条线路,所述线路上的输电功率Plj满足线路输电约束PIj min≤PIj≤PIj max,j=1,2,3...L,其中,Plj min为所述线路的输电功率下限,Plj max为所述线路的输电功率上限;
对于第j个节点,所述节点的节点电压Vj满足节点电压约束Vj min≤Vj≤Vj max,j=1,2,3...N,其中,Vj min为所述节点的节点电压下限,Vj max为所述节点的节点电压上限。
相比于相关技术,本申请实施例提供的一种园区碳排放流实时监测计算方法和系统,其中,该方法通过获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数,根据该参数建立电碳潮流计算的若干约束,并基于约束计算得到预设园区能源网络的线路潮流;再计算出能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据第一节点碳势和线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;根据第一节点碳势和线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及第二节点碳势,监测计算出预设园区中用能设备的碳排放量,解决了如何精准计算园区中各种用能设备的碳排放量的问题,实现了碳流分析与电力潮流分析相结合的电碳潮流计算,通过引入节点碳势、碳流率,考虑了园区能源网络的网络损耗,精准地监测计算出园区中各用能设备的碳排放量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请实施例的园区碳排放流实时监测计算方法的步骤流程图;
图2是根据本申请实施例的园区碳排放流实时监测计算系统的结构框图;
图3是根据本申请实施例的电子设备的内部结构示意图。
附图说明:21、数据获取模块;22、约束构建模块;23、计算模块;24、监测模块。
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,对本申请进行描述和说明。应当理解,此处所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。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外,还可以理解的是,虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的,然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言,在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计,制造或者生产等变更只是常规的技术手段,不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例在不冲突的情况下,可以与其它实施例相结合。
除非另作定义,本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制,可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含;例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可以还包括没有列出的步骤或单元,或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电气的连接,不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序。
本申请实施例提供了一种园区碳排放流实时监测计算方法,图1是根据本申请实施例的园区碳排放流实时监测计算方法的步骤流程图,如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤S102,获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数;
步骤S104,根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束,基于约束计算得到预设园区能源网络的线路潮流;
具体地,根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束、线路输电约束、节点电压约束和直流潮流约束;
优选地,根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束,即:
对于第j个机组,机组的出力向量Pgj满足机组出力约束Pgj min≤Pgj≤Pgj max,j=1,2,3....M其中,Pgj min为机组的出力下限,Pgj max为机组的出力上限;
优选地,根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的线路输电约束,即:
对于第j条线路,线路上的输电功率Plj满足线路输电约束PIj min≤PIj≤PIj max,j=1,2,3...L,其中,Plj min为线路的输电功率下限,Plj max为线路的输电功率上限;
优选地,根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的节点电压约束,即:
对于第i个节点,节点的节点电压Vj满足节点电压约束Vj min≤Vj≤Vj max,j=1,2,3...N,其中,Vj min为节点的节点电压下限,Vj max为节点的节点电压上限。
优选地,根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的直流潮流约束,即:
对于第j个节点,节点上的出力
Figure BDA0003921202750000071
和负荷功率Pj d满足直流潮流约束
Figure BDA0003921202750000072
其中,Bij为第i个节点至第j个节点间输电线路的电纳值,θj为第j个节点上的出力相角,θi为第i个节点上的出力相角,Vj为第j个节点的节点电压,Vi为第i个节点的节点电压。
需要说明的是,传统电力潮流计算,其本质是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态。潮流在电网中主要受电网结构、系统参数以及边界条件的影响和约束。而步骤S104中的电碳潮流计算,基于传统电力潮流计算和碳流分析构建若干约束,得出线路潮流,精准监测园区能源网络中碳的流动与分布,为园区中各用能设备的碳排计量提供数据基础。
步骤S106,计算得到能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据第一节点碳势和线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;
具体地,通过公式
Figure BDA0003921202750000073
计算出能源网络中起始节点的发电量Dh,其中,aq,a,h为清洁能源a的发电量,βs,b,h为生物质能β的发电量,δw,c,h为化石燃料δ的发电量,h为发电时间段;再基于该公式和发电量,得到能源网络中起始节点的第一节点碳势。
可选地,选取小时级来进行计算,即发电时间段h的取值为h=1,2,3,4...24。
进一步地,由上述计算起始节点发电量的公式,可以推导出预设园区在h时段的实时电能成分:
Figure BDA0003921202750000074
Figure BDA0003921202750000075
Figure BDA0003921202750000076
步骤S108,根据第一节点碳势和线路碳流率,计算得到能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;
具体地,通过
Figure BDA0003921202750000077
计算得到能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势eN,其中,RG=PG*EG,PNL为节点有功功率通量矩阵,PB T为支路功率流出分配矩阵,RG和EG为发电机的碳排放流量和碳排放强度向量,PG为功率注入分配矩阵。
需要说明的是,步骤S108中线路碳流率的获得,基于步骤S104中得到的线路潮流,即在精准监测园区能源网络中碳的流动与分布的基础上,计算出园区能源网络中各个节点的节点碳势,再结合园区中各个用能设备的耗电量,就能计算出各用能设备的碳排放量,合理划分不同主体碳排责任,对于制定减碳措施、助力电力低碳发展具有良好的实用价值。
步骤S110,根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及第二节点碳势,监测计算出预设园区中用能设备的碳排放量。
通过本申请实施例中的步骤S102至步骤S110,解决了如何精准计算园区中各种用能设备的碳排放量的问题,实现了碳流分析与电力潮流分析相结合的电碳潮流计算,通过引入节点碳势、碳流率,考虑了园区能源网络的网络损耗,精准地监测计算出园区中各用能设备的碳排放量。合理划分不同主体碳排责任,对于制定减碳措施、助力电力低碳发展具有良好的实用价值。
需要说明的是,在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例提供了一种园区碳排放流实时监测计算系统,图2是根据本申请实施例的园区碳排放流实时监测计算系统的结构框图,如图2所示,该系统包括数据获取模块21、约束构建模块22、计算模块23和监测模块24;
数据获取模块21,用于获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数;
约束构建模块22,用于根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束;
计算模块23,用于根据约束,计算得到预设园区能源网络的线路潮流;计算得到能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据第一节点碳势和线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;根据第一节点碳势和线路碳流率,计算得到能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;
监测模块24,用于根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及第二节点碳势,监测计算出预设园区中用能设备的碳排放量。
通过本申请实施例中的数据获取模块21、约束构建模块22、计算模块23和监测模块24,解决了如何精准计算园区中各种用能设备的碳排放量的问题,实现了碳流分析与电力潮流分析相结合的电碳潮流计算,通过引入节点碳势、碳流率,考虑了园区能源网络的网络损耗,精准地监测计算出园区中各用能设备的碳排放量。合理划分不同主体碳排责任,对于制定减碳措施、助力电力低碳发展具有良好的实用价值。
在其中一些实施例中,计算模块23,用于通过公式
Figure BDA0003921202750000091
计算出能源网络中起始节点的发电量Dh,其中,aq,a,h为清洁能源a的发电量,βs,b,h为生物质能β的发电量,δw,c,h为化石燃料δ的发电量,h为发电时间段;
基于公式和发电量,得到能源网络中起始节点的第一节点碳势。
在其中一些实施例中,计算模块23,用于根据第一节点碳势和线路碳流率,通过
Figure BDA0003921202750000092
计算得到能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势eN,其中,RG=PG*EG,PNL为节点有功功率通量矩阵,PB T为支路功率流出分配矩阵,RG和EG为发电机的碳排放流量和碳排放强度向量,PG为功率注入分配矩阵。
在其中一些实施例中,约束构建模块22,用于根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的直流潮流约束;
对于第j个节点,节点上的出力
Figure BDA0003921202750000093
和负荷功率Pj d满足直流潮流约束
Figure BDA0003921202750000094
其中,Bij为第i个节点至第j个节点间输电线路的电纳值,θj为第j个节点上的出力相角,θi为第i个节点上的出力相角,Vj为第j个节点的节点电压,Vi为第i个节点的节点电压。
在其中一些实施例中,约束构建模块22,用于根据拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束、线路输电约束和节点电压约束;
对于第j个机组,机组的出力向量Pgj满足机组出力约束Pgj min≤Pgj≤Pgj max,j=1,2,3....M其中,Pgj min为机组的出力下限,Pgj max为机组的出力上限;
对于第j条线路,线路上的输电功率Plj满足线路输电约束PIj min≤PIj≤PIj max,j=1,2,3...L,其中,Plj min为线路的输电功率下限,Plj max为线路的输电功率上限;
对于第j个节点,节点的节点电压Vj满足节点电压约束Vj min≤Vj≤Vj max,j=1,2,3...N,其中,Vj min为节点的节点电压下限,Vj max为节点的节点电压上限。
需要说明的是,上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块,既可以通过软件来实现,也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言,上述各个模块可以位于同一处理器中;或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本实施例还提供了一种电子装置,包括存储器和处理器,该存储器中存储有计算机程序,该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地,上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备,其中,该传输设备和上述处理器连接,该输入输出设备和上述处理器连接。
需要说明的是,本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。
另外,结合上述实施例中的园区碳排放流实时监测计算方法,本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序;该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种园区碳排放流实时监测计算方法。
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。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、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园区碳排放流实时监测计算方法。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。
在一个实施例中,图3是根据本申请实施例的电子设备的内部结构示意图,如图3所示,提供了一种电子设备,该电子设备可以是服务器,其内部结构图可以如图3所示。该电子设备包括通过内部总线连接的处理器、网络接口、内存储器和非易失性存储器,其中,该非易失性存储器存储有操作系统、计算机程序和数据库。处理器用于提供计算和控制能力,网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信,内存储器用于为操作系统和计算机程序的运行提供环境,计算机程序被处理器执行时以实现一种园区碳排放流实时监测计算方法,数据库用于存储数据。
本领域技术人员可以理解,图3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电子设备的限定,具体的电子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。
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,该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、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本领域的技术人员应该明白,以上所述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发明专利范围的限制。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,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种园区碳排放流实时监测计算方法,其特征在于,所述方法包括:
获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数;
根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束;
基于所述约束,计算得到所述预设园区能源网络的线路潮流;
计算得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据所述第一节点碳势和所述线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;
根据所述第一节点碳势和所述线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;
根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及所述第二节点碳势,监测计算出所述预设园区中用能设备的碳排放量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势包括:
通过公式
Figure FDA0003921202740000011
计算出所述能源网络中起始节点的发电量Dh,其中,aq,a,h为清洁能源a的发电量,βs,b,h为生物质能β的发电量,δw,c,h为化石燃料δ的发电量,h为发电时间段;
基于所述公式和所述发电量,得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一节点碳势和所述线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势包括:
通过
Figure FDA0003921202740000012
计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势eN,其中,RG=PG*EG,PNL为节点有功功率通量矩阵,PB T为支路功率流出分配矩阵,RG和EG为发电机的碳排放流量和碳排放强度向量,PG为功率注入分配矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束包括:
根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的直流潮流约束;
对于第j个节点,所述节点上的出力Pj g和负荷功率Pj d满足直流潮流约束
Figure FDA0003921202740000013
其中,Bij为第i个节点至第j个节点间输电线路的电纳值,θj为第j个节点上的出力相角,θi为第i个节点上的出力相角,Vj为第j个节点的节点电压,Vi为第i个节点的节点电压。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束还包括:
根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束、线路输电约束和节点电压约束;
对于第j个机组,所述机组的出力向量Pgj满足机组出力约束Pgjmin≤Pgj≤Pgjmax,j=1,2,3....M,其中,Pgjmin为所述机组的出力下限,Pgjmax为所述机组的出力上限;
对于第j条线路,所述线路上的输电功率Plj满足线路输电约束PIjmin≤PIj≤PIjmax,j=1,2,3...L,其中,Pljmin为所述线路的输电功率下限,Pljmax为所述线路的输电功率上限;
对于第j个节点,所述节点的节点电压Vj满足节点电压约束Vjmin≤Vj≤Vjmax,j=1,2,3...N,其中,Vjmin为所述节点的节点电压下限,Vjmax为所述节点的节点电压上限。
6.一种园区碳排放流实时监测计算系统,其特征在于,所述系统包括数据获取模块、约束构建模块、计算模块和监测模块;
所述数据获取模块,用于获取预设园区的能源网络所对应的拓扑网络参数;
所述约束构建模块,用于根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的若干约束;
所述计算模块,用于根据所述约束,计算得到所述预设园区能源网络的线路潮流;计算得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势,根据所述第一节点碳势和所述线路潮流,计算出各线路的线路碳流率;根据所述第一节点碳势和所述线路碳流率,计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势;
所述监测模块,用于根据预设园区中各个用能设备的耗能,以及所述第二节点碳势,监测计算出所述预设园区中用能设备的碳排放量。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述计算模块,用于通过公式
Figure FDA0003921202740000021
计算出所述能源网络中起始节点的发电量Dh,其中,aq,a,h为清洁能源a的发电量,βs,b,h为生物质能β的发电量,δw,c,h为化石燃料δ的发电量,h为发电时间段;
基于所述公式和所述发电量,得到所述能源网络中起始节点的第一节点碳势。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述计算模块,用于通过
Figure FDA0003921202740000031
计算得到所述能源网络中除起始节点外各个节点的第二节点碳势eN,其中,RG=PG*EG,PNL为节点有功功率通量矩阵,PB T为支路功率流出分配矩阵,RG和EG为发电机的碳排放流量和碳排放强度向量,PG为功率注入分配矩阵。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述约束构建模块,用于根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的直流潮流约束;
对于第j个节点,所述节点上的出力Pj g和负荷功率Pj d满足直流潮流约束
Figure FDA0003921202740000032
其中,Bij为第i个节点至第j个节点间输电线路的电纳值,θj为第j个节点上的出力相角,θi为第i个节点上的出力相角,Vj为第j个节点的节点电压,Vi为第i个节点的节点电压。
10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述约束构建模块,用于根据所述拓扑网络参数建立电碳潮流计算的机组出力约束、线路输电约束和节点电压约束;
对于第j个机组,所述机组的出力向量Pgj满足机组出力约束Pgjmin≤Pgj≤Pgjmax,j=1,2,3....M,其中,Pgjmin为所述机组的出力下限,Pgjmax为所述机组的出力上限;
对于第j条线路,所述线路上的输电功率Plj满足线路输电约束Pljmin≤Plj≤Pljmax,j=1,2,3...L,其中,Pljmin为所述线路的输电功率下限,Pljmax为所述线路的输电功率上限;
对于第j个节点,所述节点的节点电压Vj满足节点电压约束Vjmin≤Vj≤Vjmax,j=1,2,3...N,其中,Vjmin为所述节点的节点电压下限,Vjmax为所述节点的节点电压上限。
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