CN117150172A - 一种电力负荷全过程碳排放计算方法及装置 - Google Patents

一种电力负荷全过程碳排放计算方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及碳排放计量技术领域，具体提供了一种电力负荷全过程碳排放计算方法及装置，包括：对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。本发明提供的技术方案，应用分块之间的连接关系矩阵对指定电力负荷进行全过程碳排放量化计算，可以改善当前广泛应用的碳排放因子法，更加精细化地审视企业用电与排碳之间的关系。

Description

一种电力负荷全过程碳排放计算方法及装置
技术领域
本发明涉及碳排放计量技术领域，具体涉及一种电力负荷全过程碳排放计算方法及装置。
背景技术
电力碳排放计量技术指电力产生的间接温室气体排放，核算企业所消耗的外购电力产生的温室气体排放的技术。为推动减排工作不断形成规范，降低碳排放总量，相关部门提供了通用的电力行业碳排放计量方法。而在其他行业如钢铁、水泥生产行业的碳排放计量中，除去企业直接温室气体排放之外，还包含企业外购电力产生的间接温室气体排放。因此，精准、全面、明确地对电力负荷包含的碳排放进行计量，可以为企业节能减排效果提供量化评估的重要依据。
目前，有专利对于电力负荷包含的碳排放的计量进行研究，例如：
电网平均排放因子法，电网平均排放因子又叫电网用电排放因子，它表示的是某区域范围内使用1度电产生的碳排放量，其计算原理是整个电网的总碳排放除以总电量。区域电网平均排放因子主要用于计算用电产生的碳排放量，企业在计算电网用电产生的碳排放量时采用该排放因子与用电量的乘积进行碳排放度量。电网平均排放因子根据范围有省级碳排放因子、区域碳排放因子、全国碳排放因子等。
然而，该方法在碳排放计量方面时空分辨率体现不够，而且常存在碳排放因子发布滞后的现实问题。此外，电力相关碳排放平摊至全部电量，无法区分不同类型电源及外送电力的绿色环境价值，也未能体现电力负荷的电气位置、功率变化对发电侧碳排放带来的影响，无法影响企业的用电行为及其在电力市场、碳市场的交易行为，无法带动企业灵活选择更清洁的能源。
碳流分析法是一种基于功率分布的碳流追踪方法，其基本思想是在潮流计算结果的基础上，利用顺流或逆流跟踪算法确定电网中的功率分布，然后结合机组的碳排放强度，将发电侧碳排放公平分摊到各节点负荷、各支路功率以及网络损耗，从而实现碳排放具体流向的准确追踪与溯源。碳流分析法在计算碳排放总量的同时，清晰地揭示了碳流在电力网络中的分布特性和传输消费机理。在此基础上对碳流理论进一步改进，将各支路损耗等效为虚拟电源或负荷，通过引入灵活可调的网损分配系数，将顺流跟踪和逆流跟踪方法相结合，建立网损碳流的双向分摊模型。
然而，该方法存在以下问题：1)电源通常在高电压等级如500kV、220kV入网，而负荷则分布在较低电压等级，碳流依附于电力潮流经过多电压等级流向负荷，技术二未能考虑能量多级转换带来的计算规模问题；2)顺流跟踪或逆流跟踪的潮流追踪方法的依据是潮流的比例分摊原则，但原则是经验假定，在处理环网时物理概念不清晰，缺乏理论依据。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提出了一种电力负荷全过程碳排放计算方法及装置。
第一方面，提供一种电力负荷全过程碳排放计算方法，所述电力负荷全过程碳排放计算方法包括：
对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；
将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；
确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；
基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。
优选的，所述对电网进行分层分块，包括：
将电网中变压器低压侧出线所连接设备划分为一个电网分块；
对于一个电网分块，将其接入的母线上的降压变压器高压侧电网划分为上游电网，降压变压器低压侧电网划分为下游电网。
优选的，所述确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额，包括：
基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵；
在所述等效负荷节点对应的导纳矩阵中获取所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额。
进一步的，按下式更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵：
Yv＝Yv0+1/ZA\{v}+1/ZG
上式中，Yv为更新后所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，Yv0为所述等效负荷节点对应的原始导纳矩阵，ZA\{v}为电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵，ZG为电网中发电机节点的等效电源内阻矩阵。
进一步的，所述基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，包括：
求解下述关系式，得到所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗：
ZTiv＝[1/Zv+∑A\{v}Ziv/(Zvv+Zv)ZGi]-1*[(Zvv+Zv)ZGi-ZivZv]/ZivZv
上式中，ZTiv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗，Zv为所述等效负荷节点v的等效阻抗，Zvv为所述等效负荷节点v的自阻抗，ZGi为所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻，Ziv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的互阻抗，A\{v}表示电网所有节点集合A中除所述等效负荷节点v以外的其他负荷节点的集合。
进一步的，所述等效负荷节点v的等效阻抗的计算式如下：
Zv＝∣Vv∣2/(Pv+jQv)*
上式中，Vv为所述等效负荷节点v的电压，Pv为所述等效负荷节点v的有功负荷，Qv为所述等效负荷节点v的无功负荷，j为虚数单位。
进一步的，所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻的计算式如下：
ZGi＝(Eref-VGi)/IGi
上式中，Eref为选定的平衡节点电压，VGi为所述电网分块bs中发电机节点i的量测电压，IGi为所述电网分块bs中发电机节点i向电网注入的电流，其中，IGi＝(Pv-jQv)/(VGi)*。
进一步的，所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额的计算式如下：
Piv＝real[Vv((Eref-Vv)/ZTiv)*]
上式中，Piv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的供电份额，real表示返回复数的实部并将实部设置为值的操作函数。
进一步的，所述基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度，包括：
当所述电网分块bt中发电机节点j为化石燃料发电机时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝Gj
当所述电网分块bt中发电机节点j与所述等效发电机连接时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝[∑i∈bs(PivGi)/Gi]/∑i∈bsPiv
上式中，λj为所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度，Gj为所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度,Gi为所述电网分块bs中发电机i关于化石燃料的度电碳排放强度。
进一步的，所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度的计算式如下：
Gj＝ηjξj(1-μj)(MCO2/Mc)[(ajpGj 2+bjpGj+cj)ζj/pGj]
上式中，ηj为所述电网分块bt中发电机节点j的燃料含碳率，ξj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳氧化率，μj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳捕集率，MCO2为二氧化碳的摩尔质量，Mc为碳的摩尔质量，aj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的二次项耗量特性参数，bj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的一次项耗量特性参数，cj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的常数耗量特性参数，pGj为所述电网分块bt中发电机节点j的发电功率，ζj为所述电网分块bt中发电机节点j的修正系数。
进一步的，所述待分析负荷节点的全过程碳排放量的计算式如下：
Ck＝∑j∈bt(Pjkλj)
上式中，Ck为所述电网分块bt中待分析负荷节点k的全过程碳排放量，Pjk为所述电网分块bt中发电机节点j对待分析负荷节点j的供电份额。
第二方面，提供一种电力负荷全过程碳排放计算装置，所述电力负荷全过程碳排放计算装置包括：
分层模块，用于对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；
分割模块，用于将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；
第一确定模块，用于确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；
第二确定模块，用于基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；
第三确定模块，用于基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。
优选的，所述分层模块具体用于：
将电网中变压器低压侧出线所连接设备划分为一个电网分块；
对于一个电网分块，将其接入的母线上的降压变压器高压侧电网划分为上游电网，降压变压器低压侧电网划分为下游电网。
优选的，所述第一确定模块具体用于：
基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵；
在所述等效负荷节点对应的导纳矩阵中获取所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额。
进一步的，按下式更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵：
Yv＝Yv0+1/ZA\{v}+1/ZG
上式中，Yv为更新后所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，Yv0为所述等效负荷节点对应的原始导纳矩阵，ZA\{v}为电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵，ZG为电网中发电机节点的等效电源内阻矩阵。
进一步的，所述基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，包括：
求解下述关系式，得到所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗：
ZTiv＝[1/Zv+∑A\{v}Ziv/(Zvv+Zv)ZGi]-1*[(Zvv+Zv)ZGi-ZivZv]/ZivZv
上式中，ZTiv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗，Zv为所述等效负荷节点v的等效阻抗，Zvv为所述等效负荷节点v的自阻抗，ZGi为所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻，Ziv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的互阻抗，A\{v}表示电网所有节点集合A中除所述等效负荷节点v以外的其他负荷节点的集合。
进一步的，所述等效负荷节点v的等效阻抗的计算式如下：
Zv＝∣Vv∣2/(Pv+jQv)*
上式中，Vv为所述等效负荷节点v的电压，Pv为所述等效负荷节点v的有功负荷，Qv为所述等效负荷节点v的无功负荷，j为虚数单位。
进一步的，所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻的计算式如下：
ZGi＝(Eref-VGi)/IGi
上式中，Eref为选定的平衡节点电压，VGi为所述电网分块bs中发电机节点i的量测电压，IGi为所述电网分块bs中发电机节点i向电网注入的电流，其中，IGi＝(Pv-jQv)/(VGi)*。
进一步的，所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额的计算式如下：
Piv＝real[Vv((Eref-Vv)/ZTiv)*]
上式中，Piv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的供电份额，real表示返回复数的实部并将实部设置为值的操作函数。
进一步的，所述第二确定模块具体用于：
当所述电网分块bt中发电机节点j为化石燃料发电机时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝Gj
当所述电网分块bt中发电机节点j与所述等效发电机连接时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝[∑i∈bs(PivGi)/Gi]/∑i∈bsPiv
上式中，λj为所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度，Gj为所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度,Gi为所述电网分块bs中发电机i关于化石燃料的度电碳排放强度。
进一步的，所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度的计算式如下：
Gj＝ηjξj(1-μj)(MCO2/Mc)[(ajpGj 2+bjpGj+cj)ζj/pGj]
上式中，ηj为所述电网分块bt中发电机节点j的燃料含碳率，ξj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳氧化率，μj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳捕集率，MCO2为二氧化碳的摩尔质量，Mc为碳的摩尔质量，aj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的二次项耗量特性参数，bj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的一次项耗量特性参数，cj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的常数耗量特性参数，pGj为所述电网分块bt中发电机节点j的发电功率，ζj为所述电网分块bt中发电机节点j的修正系数。
进一步的，所述待分析负荷节点的全过程碳排放量的计算式如下：
Ck＝∑j∈bt(Pjkλj)
上式中，Ck为所述电网分块bt中待分析负荷节点k的全过程碳排放量，Pjk为所述电网分块bt中发电机节点j对待分析负荷节点j的供电份额。
第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
所述处理器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的电力负荷全过程碳排放计算方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的电力负荷全过程碳排放计算方法。
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
本发明提供了一种电力负荷全过程碳排放计算方法，所述方法包括：对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。本发明提供的技术方案，针对电能多级转换过程，对电网进行分块处理，既保证了电能多级转换过程的物理概念清晰，又可以对各分块并行处理以加快计算速度，最后应用分块之间的连接关系矩阵对指定电力负荷进行全过程碳排放量化计算，可以改善当前广泛应用的碳排放因子法，更加精细化地审视企业用电与排碳之间的关系。
进一步的，本发明可以在生态环境主管部门、电网公司、承担碳责任的企业或经济主体、第三方碳服务公司进行推广。能够帮助生态环境主管部门合理计算企业外购电力产生的间接温室气体排放，制定合理的碳排放配额，帮助电网公司准确划分碳配额承担责任，量化分析新能源的环境价值，也可帮助承担碳责任的企业或经济主体、第三方碳服务公司准确核算主体碳排放量，制定碳排放权交易策略等。
附图说明
图1是本发明实施例的电力负荷全过程碳排放计算方法的主要步骤流程示意图；
图2是本发明实施例的电网分块以及连接关系示意图；
图3是本发明实施例的基于叠加原理的单电源等效网络结构图；
图4是本发明实施例的基于戴维南定理的电网等效网络结构图；
图5是本发明实施例的IEEE14节点与IEEE33节点连接而成的测试电网结构图；
图6是本发明实施例的IEEE14节点测试电网碳流示意图；
图7是本发明实施例的电力负荷全过程碳排放计算装置的主要结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如背景技术中所公开的，电力碳排放计量技术指电力产生的间接温室气体排放，核算企业所消耗的外购电力产生的温室气体排放的技术。为推动减排工作不断形成规范，降低碳排放总量，相关部门提供了通用的电力行业碳排放计量方法。而在其他行业如钢铁、水泥生产行业的碳排放计量中，除去企业直接温室气体排放之外，还包含企业外购电力产生的间接温室气体排放。因此，精准、全面、明确地对电力负荷包含的碳排放进行计量，可以为企业节能减排效果提供量化评估的重要依据。
目前，有专利对于电力负荷包含的碳排放的计量进行研究，例如：
电网平均排放因子法，电网平均排放因子又叫电网用电排放因子，它表示的是某区域范围内使用1度电产生的碳排放量，其计算原理是整个电网的总碳排放除以总电量。区域电网平均排放因子主要用于计算用电产生的碳排放量，企业在计算电网用电产生的碳排放量时采用该排放因子与用电量的乘积进行碳排放度量。电网平均排放因子根据范围有省级碳排放因子、区域碳排放因子、全国碳排放因子等。
然而，该方法在碳排放计量方面时空分辨率体现不够，而且常存在碳排放因子发布滞后的现实问题。此外，电力相关碳排放平摊至全部电量，无法区分不同类型电源及外送电力的绿色环境价值，也未能体现电力负荷的电气位置、功率变化对发电侧碳排放带来的影响，无法影响企业的用电行为及其在电力市场、碳市场的交易行为，无法带动企业灵活选择更清洁的能源。
碳流分析法是一种基于功率分布的碳流追踪方法，其基本思想是在潮流计算结果的基础上，利用顺流或逆流跟踪算法确定电网中的功率分布，然后结合机组的碳排放强度，将发电侧碳排放公平分摊到各节点负荷、各支路功率以及网络损耗，从而实现碳排放具体流向的准确追踪与溯源。碳流分析法在计算碳排放总量的同时，清晰地揭示了碳流在电力网络中的分布特性和传输消费机理。在此基础上对碳流理论进一步改进，将各支路损耗等效为虚拟电源或负荷，通过引入灵活可调的网损分配系数，将顺流跟踪和逆流跟踪方法相结合，建立网损碳流的双向分摊模型。
然而，该方法存在以下问题：1)电源通常在高电压等级如500kV、220kV入网，而负荷则分布在较低电压等级，碳流依附于电力潮流经过多电压等级流向负荷，技术二未能考虑能量多级转换带来的计算规模问题；2)顺流跟踪或逆流跟踪的潮流追踪方法的依据是潮流的比例分摊原则，但原则是经验假定，在处理环网时物理概念不清晰，缺乏理论依据。
为了改善上述问题，本发明提供了一种电力负荷全过程碳排放计算方法，所述方法包括：对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。本发明提供的技术方案，针对电能多级转换过程，对电网进行分块处理，既保证了电能多级转换过程的物理概念清晰，又可以对各分块并行处理以加快计算速度，最后应用分块之间的连接关系矩阵对指定电力负荷进行全过程碳排放量化计算，可以改善当前广泛应用的碳排放因子法，更加精细化地审视企业用电与排碳之间的关系。
进一步的，本发明可以在生态环境主管部门、电网公司、承担碳责任的企业或经济主体、第三方碳服务公司进行推广。能够帮助生态环境主管部门合理计算企业外购电力产生的间接温室气体排放，制定合理的碳排放配额，帮助电网公司准确划分碳配额承担责任，量化分析新能源的环境价值，也可帮助承担碳责任的企业或经济主体、第三方碳服务公司准确核算主体碳排放量，制定碳排放权交易策略等。
下面对上述方案进行详细阐述。
实施例1
参阅附图1，图1是本发明的一个实施例的电力负荷全过程碳排放计算方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的电力负荷全过程碳排放计算方法主要包括以下步骤：
步骤S101：对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；
步骤S102：将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；
步骤S103：确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；
步骤S104：基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；
步骤S105：基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。
本实施例中，所述对电网进行分层分块，包括：
将电网中变压器低压侧出线所连接设备划分为一个电网分块；
对于一个电网分块，将其接入的母线上的降压变压器高压侧电网划分为上游电网，降压变压器低压侧电网划分为下游电网。
在一个具体的实施方式中，按照分析待求解电力负荷的上下游电网特征，按照电能多级转换关系对电网进行分层分块，将上游等效为发电机，将下游等效成负荷，并形成各块之间的连接关系矩阵。电源通常在高电压等级如500kV、220kV入网，而负荷则分布在较低电压等级，碳流依附于电力潮流经过多电压等级流向负荷。由于在高电压等级电网中会存在环网，而配电网通常为开环运行的放射状网络。当待求负荷处于主网时，选择变电站低压侧节点进行分离，在两侧分别等效为发电机及负荷；当待求负荷处于较高电压等级配网，将下级电网等效为负荷，上级电网入线等效为发电机；当待求负荷处于较低电压等级配网，上级电网等效为发电机，向上按照电能转换关系逐步分层分块。
两个电网块中的节点如果具有连接关系，则需将连接信息进行存储。根据电网分块规则，假定含有m个设备的电网得到n个电网分块。通过共享节点耦合的多区域互联系统可进行节点撕裂，为保证互联系统分解前与分解后在电气上等值，需添加如下节点电压一致性约束和节点功率平衡约束，即分割节点的电压幅值与相角均相等，流入分割节点的有功功率和无功功率均相等。具体电网分块以及连接关系示意如图2所示。
本实施例中，所述确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额，包括：
一方面应用戴维南等效的潮流分摊方法处理环网，解决高电压电网中的循环功率流对潮流追踪的影响，具体为：
基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵；
在所述等效负荷节点对应的导纳矩阵中获取所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额。
另一方面，配电网为放射状网络，采用逆潮流追踪法及网损双向分摊原则获取负荷节点k从发电机i汲取的功率分量；
在一个实施方式中，按下式更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵：
Yv＝Yv0+1/ZA\{v}+1/ZG
上式中，Yv为更新后所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，Yv0为所述等效负荷节点对应的原始导纳矩阵，ZA\{v}为电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵，ZG为电网中发电机节点的等效电源内阻矩阵。
在一个实施方式中，基于戴维南等效电路的原理，电网是由单电源网络叠加而成，单电源网络如图3所示。所述基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，包括：
求解下述关系式，得到所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗：
ZTiv＝[1/Zv+∑A\{v}Ziv/(Zvv+Zv)ZGi]-1*[(Zvv+Zv)ZGi-ZivZv]/ZivZv
上式中，ZTiv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗，Zv为所述等效负荷节点v的等效阻抗，Zvv为所述等效负荷节点v的自阻抗，ZGi为所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻，Ziv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的互阻抗，A\{v}表示电网所有节点集合A中除所述等效负荷节点v以外的其他负荷节点的集合。
在一个实施方式中，采集主网量测数据及电网拓扑数据(电网拓扑结构、线路变压器阻抗、电流电压功率等)，形成负荷矩阵及电源功率矩阵，形成电网阻抗矩阵。对任一负荷节点k将电网绘制成如图4中(a)所示等效网络，将负荷及等效负荷用一个接地阻抗替代，采用量测数据计算所述等效负荷节点v的等效阻抗，计算式如下：
Zv＝∣Vv∣2/(Pv+jQv)*
上式中，Vv为所述等效负荷节点v的电压，Pv为所述等效负荷节点v的有功负荷，Qv为所述等效负荷节点v的无功负荷，j为虚数单位。
在一个实施方式中，为防止环流影响，将发电机电压进行归一化处理，认为所有发电机电动势相同，只是等效电源内阻不同造成发电机出口端量测电压不同。此时发电机节点i与负荷节点k之间的转移阻抗变为如图4中(b)所示，所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻的计算式如下：
ZGi＝(Eref-VGi)/IGi
上式中，Eref为选定的平衡节点电压，VGi为所述电网分块bs中发电机节点i的量测电压，IGi为所述电网分块bs中发电机节点i向电网注入的电流，其中，IGi＝(Pv-jQv)/(VGi)*。
在一个实施方式中，所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额的计算式如下：
Piv＝real[Vv((Eref-Vv)/ZTiv)*]
上式中，Piv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的供电份额，real表示返回复数的实部并将实部设置为值的操作函数。
在一个实施方式中，所述基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度，包括：
当所述电网分块bt中发电机节点j为化石燃料发电机时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝Gj
当所述电网分块bt中发电机节点j与所述等效发电机连接时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝[∑i∈bs(PivGi)/Gi]/∑i∈bsPiv
上式中，λj为所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度，Gj为所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度,Gi为所述电网分块bs中发电机i关于化石燃料的度电碳排放强度。
在一个实施方式中，所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度的计算式如下：
Gj＝ηjξj(1-μj)(MCO2/Mc)[(ajpGj 2+bjpGj+cj)ζj/pGj]
上式中，ηj为所述电网分块bt中发电机节点j的燃料含碳率，ξj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳氧化率，μj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳捕集率，MCO2为二氧化碳的摩尔质量，Mc为碳的摩尔质量，aj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的二次项耗量特性参数，bj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的一次项耗量特性参数，cj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的常数耗量特性参数，pGj为所述电网分块bt中发电机节点j的发电功率，ζj为所述电网分块bt中发电机节点j的修正系数。
在一个实施方式中，所述待分析负荷节点的全过程碳排放量的计算式如下：
Ck＝∑j∈bt(Pjkλj)
上式中，Ck为所述电网分块bt中待分析负荷节点k的全过程碳排放量，Pjk为所述电网分块bt中发电机节点j对待分析负荷节点j的供电份额。
在一个具体的实施方式中，建立了IEEE14节点与IEEE33节点连接而成的电网，如图5所示，建立了IEEE14节点与IEEE33节点连接而成的电网(图4)，系统总负荷为255.84MW+j72.61 MVar。首先将该网络拆解成高压侧的IEEE14节点网络(高电压网络1)及低压侧IEEE33节点网络(低电压网络2)，在电网2的23节点接入发电量为800kW+j410kVar的发电机，并将网络2的有功负荷扩大2倍，无功负荷变为2/3倍，得到首端节点注入功率为7.6MW+j1.6MVar，数值与网络1的5节点负荷相同，将网络1的5节点负荷作为网络2的等效负荷。则两者连接矩阵{1,2,5,1}，表明从网络1的5节点向网络2的1节点注入功率。
首先对电网1和电网2按照步骤二计算的得到各发电机在电力负荷/等效电力负荷中的发电份额(对于有功功率)如表1所示，根据比例分摊原则得到的结果如表2所示。
表1计算的得到各发电机在电力负荷/等效电力负荷中的发电份额
单位(MW) G1 G2 G3 G4 G5 总计
L2 20.15 2.22 -0.39 -0.22 -0.32 21.44
L3 79.36 16.56 -1.39 -0.63 -0.85 93.05
L4 38.08 8.81 0.68 -0.18 -0.18 47.21
等效负荷L5 6.79 1.02 -0.04 -0.12 -0.13 7.52
L6 11.48 1.22 -0.27 -0.85 -0.52 11.06
L9 29.07 3.58 -0.63 -0.95 -1.93 29.14
L10 9.13 1.02 -0.23 -0.39 -0.63 8.90
L11 3.40 0.44 -0.06 -0.16 -0.16 3.46
L12 5.41 0.90 -0.01 -0.19 -0.09 6.02
L13 12.73 1.78 -0.15 -0.62 -0.41 13.33
L14 13.54 2.13 -0.10 -0.38 -0.47 14.72
总计 229.14 39.68 -2.49 -4.31 -5.22 256.80
表2比例分摊原则得到各发电机在电力负荷/等效电力负荷中的发电份额
单位(MW) G1 G2 G3 G4 G5 总计
L2 20.77 5.27 0.00 0.00 0.00 26.04
L3 78.90 18.01 0.00 0.00 0.00 96.90
L4 43.31 6.70 0.00 0.00 0.00 50.02
等效负荷L5 10.49 0.81 0.00 0.00 0.00 11.30
L6 10.40 0.80 0.00 0.00 0.00 11.20
L9 25.55 3.95 0.00 0.00 0.00 29.50
L10 8.06 0.97 0.00 0.00 0.00 9.03
L11 3.30 0.26 0.00 0.00 0.00 3.56
L12 5.73 0.44 0.00 0.00 0.00 6.17
L13 12.73 0.99 0.00 0.00 0.00 13.72
L14 13.41 1.66 0.00 0.00 0.00 15.07
总计 219.23 38.20 0.00 0.00 0.00 257.44
对比表1及表2可知这是因为比例分摊法将线路首末功率的平均值作为流动在线路中的功率，实际上是将该条线路线损在发电机和后续负荷间进行平均分摊，而且比例分摊在处理环网时难以给出直观地解释；而按照步骤3戴维南等效方法自动考虑了功率损耗，将损耗直接按照内阻和等效阻抗进行分摊，比起平均分摊方法更有据可依。此外，发电机G3、G4和G5吸收有功功率，因为它们是作为无功功率补偿器工作的(发出无功)，说明本方法考虑了有功和无功的交互影响。
对于低压网络，得到发电机及等效发电机在各电力负荷中的发电份额如表3所示：
表3低压网络发电机及等效发电机在各电力负荷中的发电份额
假设电网1的G1为燃煤机组，G2为燃油机组；G3-G5为燃气机组；电网2的G2为燃气机组。各类型机组的度电排放强度如表4所示。
表4各类型机组的度电排放强度
燃煤 燃油 燃气
二氧化碳(吨/MWh) 1.0201 0.7584 0.5148
以电网1的2节点负荷(实际负荷21.6MW)及电网2的24节点负荷(实际负荷0.842MW)为例(仅计算有功值)，其全过程碳排放量分别为21.76t和0.684t；
下面对比应用碳排放因子法的计算结果，根据生态环境部发布《关于做好2023—2025年发电行业企业温室气体排放报告管理有关工作的通知》，2022年度全国电网平均排放因子为0.5703t CO2/MWh。则全过程碳排放量分别为12.318t和0.480t；
可以看出，由于全国电网平均碳排放因子较低，按照碳排放因子法计算所得值将远远小于按照提出方法计算的电力负荷碳排放量。
利用步骤四可推导碳流过程，高电压部分(IEEE14节点电网)碳流如图6所示。放射状网络部分(IEEE33节点电网)碳流如表5所示。
表5低电压电网各线路碳流
实施例2
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种电力负荷全过程碳排放计算装置，如图7所示，所述电力负荷全过程碳排放计算装置包括：
分层模块，用于对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；
分割模块，用于将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；
第一确定模块，用于确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；
第二确定模块，用于基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；
第三确定模块，用于基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。
优选的，所述分层模块具体用于：
将电网中变压器低压侧出线所连接设备划分为一个电网分块；
对于一个电网分块，将其接入的母线上的降压变压器高压侧电网划分为上游电网，降压变压器低压侧电网划分为下游电网。
优选的，所述第一确定模块具体用于：
基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵；
在所述等效负荷节点对应的导纳矩阵中获取所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额。
进一步的，按下式更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵：
Yv＝Yv0+1/ZA\{v}+1/ZG
上式中，Yv为更新后所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，Yv0为所述等效负荷节点对应的原始导纳矩阵，ZA\{v}为电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵，ZG为电网中发电机节点的等效电源内阻矩阵。
进一步的，所述基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，包括：
求解下述关系式，得到所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗：
ZTiv＝[1/Zv+∑A\{v}Ziv/(Zvv+Zv)ZGi]-1*[(Zvv+Zv)ZGi-ZivZv]/ZivZv
上式中，ZTiv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗，Zv为所述等效负荷节点v的等效阻抗，Zvv为所述等效负荷节点v的自阻抗，ZGi为所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻，Ziv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的互阻抗，A\{v}表示电网所有节点集合A中除所述等效负荷节点v以外的其他负荷节点的集合。
进一步的，所述等效负荷节点v的等效阻抗的计算式如下：
Zv＝∣Vv∣2/(Pv+jQv)*
上式中，Vv为所述等效负荷节点v的电压，Pv为所述等效负荷节点v的有功负荷，Qv为所述等效负荷节点v的无功负荷，j为虚数单位。
进一步的，所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻的计算式如下：
ZGi＝(Eref-VGi)/IGi
上式中，Eref为选定的平衡节点电压，VGi为所述电网分块bs中发电机节点i的量测电压，IGi为所述电网分块bs中发电机节点i向电网注入的电流，其中，IGi＝(Pv-jQv)/(VGi)*。
进一步的，所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额的计算式如下：
Piv＝real[Vv((Eref-Vv)/ZTiv)*]
上式中，Piv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的供电份额，real表示返回复数的实部并将实部设置为值的操作函数。
进一步的，所述第二确定模块具体用于：
当所述电网分块bt中发电机节点j为化石燃料发电机时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝Gj
当所述电网分块bt中发电机节点j与所述等效发电机连接时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝[∑i∈bs(PivGi)/Gi]/∑i∈bsPiv
上式中，λj为所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度，Gj为所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度,Gi为所述电网分块bs中发电机i关于化石燃料的度电碳排放强度。
进一步的，所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度的计算式如下：
Gj＝ηjξj(1-μj)(MCO2/Mc)[(ajpGj 2+bjpGj+cj)ζj/pGj]
上式中，ηj为所述电网分块bt中发电机节点j的燃料含碳率，ξj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳氧化率，μj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳捕集率，MCO2为二氧化碳的摩尔质量，Mc为碳的摩尔质量，aj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的二次项耗量特性参数，bj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的一次项耗量特性参数，cj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的常数耗量特性参数，pGj为所述电网分块bt中发电机节点j的发电功率，ζj为所述电网分块bt中发电机节点j的修正系数。
进一步的，所述待分析负荷节点的全过程碳排放量的计算式如下：
Ck＝∑j∈bt(Pjkλj)
上式中，Ck为所述电网分块bt中待分析负荷节点k的全过程碳排放量，Pjk为所述电网分块bt中发电机节点j对待分析负荷节点j的供电份额。
实施例3
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种电力负荷全过程碳排放计算方法的步骤。
实施例4
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种电力负荷全过程碳排放计算方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (24)

1.一种电力负荷全过程碳排放计算方法，其特征在于，所述方法包括：
对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；
将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；
确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；
基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电网进行分层分块，包括：
将电网中变压器低压侧出线所连接设备划分为一个电网分块；
对于一个电网分块，将其接入的母线上的降压变压器高压侧电网划分为上游电网，降压变压器低压侧电网划分为下游电网。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额，包括：
基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵；
在所述等效负荷节点对应的导纳矩阵中获取所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵：
Yv＝Yv0+1/ZA\{v}+1/ZG
上式中，Yv为更新后所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，Yv0为所述等效负荷节点对应的原始导纳矩阵，ZA\{v}为电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵，ZG为电网中发电机节点的等效电源内阻矩阵。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，包括：
求解下述关系式，得到所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗：
ZTiv＝[1/Zv+∑A\{v}Ziv/(Zvv+Zv)ZGi]-1*[(Zvv+Zv)ZGi-ZivZv]/ZivZv
上式中，ZTiv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗，Zv为所述等效负荷节点v的等效阻抗，Zvv为所述等效负荷节点v的自阻抗，ZGi为所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻，Ziv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的互阻抗，A\{v}表示电网所有节点集合A中除所述等效负荷节点v以外的其他负荷节点的集合。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述等效负荷节点v的等效阻抗的计算式如下：
Zv＝∣Vv∣2/(Pv+jQv)*
上式中，Vv为所述等效负荷节点v的电压，Pv为所述等效负荷节点v的有功负荷，Qv为所述等效负荷节点v的无功负荷，j为虚数单位。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻的计算式如下：
ZGi＝(Eref-VGi)/IGi
上式中，Eref为选定的平衡节点电压，VGi为所述电网分块bs中发电机节点i的量测电压，IGi为所述电网分块bs中发电机节点i向电网注入的电流，其中，IGi＝(Pv-jQv)/(VGi)*。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额的计算式如下：
Piv＝real[Vv((Eref-Vv)/ZTiv)*]
上式中，Piv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的供电份额，real表示返回复数的实部并将实部设置为值的操作函数。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度，包括：
当所述电网分块bt中发电机节点j为化石燃料发电机时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝Gj
当所述电网分块bt中发电机节点j与所述等效发电机连接时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝[∑i∈bs(PivGi)/Gi]/∑i∈bsPiv
上式中，λj为所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度，Gj为所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度,Gi为所述电网分块bs中发电机i关于化石燃料的度电碳排放强度。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度的计算式如下：
Gj＝ηjξj(1-μj)(MCO2/Mc)[(ajpGj 2+bjpGj+cj)ζj/pGj]
上式中，ηj为所述电网分块bt中发电机节点j的燃料含碳率，ξj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳氧化率，μj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳捕集率，MCO2为二氧化碳的摩尔质量，Mc为碳的摩尔质量，aj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的二次项耗量特性参数，bj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的一次项耗量特性参数，cj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的常数耗量特性参数，pGj为所述电网分块bt中发电机节点j的发电功率，ζj为所述电网分块bt中发电机节点j的修正系数。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述待分析负荷节点的全过程碳排放量的计算式如下：
Ck＝∑j∈bt(Pjkλj)
上式中，Ck为所述电网分块bt中待分析负荷节点k的全过程碳排放量，Pjk为所述电网分块bt中发电机节点j对待分析负荷节点j的供电份额。
12.一种电力负荷全过程碳排放计算装置，其特征在于，所述装置包括：
分层模块，用于对电网进行分层分块，并获取待分析负荷所属电网分块bt对应的上游电网中与其具有连接关系的电网分块bs；
分割模块，用于将所述电网分块bt与电网分块bs的公共连接节点分割为等效负荷节点和等效发电机节点，其中，所述等效负荷节点属于电网分块bs，所述等效发电机节点属于电网分块bt；
第一确定模块，用于确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额；
第二确定模块，用于基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额确定所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度；
第三确定模块，用于基于所述电网分块bt中各发电机节点的度电排放强度以及各发电机节点对待分析负荷节点的供电份额确定待分析负荷节点的全过程碳排放量。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述分层模块具体用于：
将电网中变压器低压侧出线所连接设备划分为一个电网分块；
对于一个电网分块，将其接入的母线上的降压变压器高压侧电网划分为上游电网，降压变压器低压侧电网划分为下游电网。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：
基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵；
在所述等效负荷节点对应的导纳矩阵中获取所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的互阻抗和所述等效负荷节点的自阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗；
基于所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的转移阻抗确定所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，按下式更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵：
Yv＝Yv0+1/ZA\{v}+1/ZG
上式中，Yv为更新后所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，Yv0为所述等效负荷节点对应的原始导纳矩阵，ZA\{v}为电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵，ZG为电网中发电机节点的等效电源内阻矩阵。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述基于电网中除所述等效负荷节点以外的其他负荷节点的等效阻抗矩阵和电网中各发电机节点的等效电源内阻更新所述等效负荷节点对应的导纳矩阵，包括：
求解下述关系式，得到所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗：
ZTiv＝[1/Zv+∑A\{v}Ziv/(Zvv+Zv)ZGi]-1*[(Zvv+Zv)ZGi-ZivZv]/ZivZv
上式中，ZTiv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的转移阻抗，Zv为所述等效负荷节点v的等效阻抗，Zvv为所述等效负荷节点v的自阻抗，ZGi为所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻，Ziv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的互阻抗，A\{v}表示电网所有节点集合A中除所述等效负荷节点v以外的其他负荷节点的集合。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述等效负荷节点v的等效阻抗的计算式如下：
Zv＝∣Vv∣2/(Pv+jQv)*
上式中，Vv为所述等效负荷节点v的电压，Pv为所述等效负荷节点v的有功负荷，Qv为所述等效负荷节点v的无功负荷，j为虚数单位。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电网分块bs中发电机节点i的等效电源内阻的计算式如下：
ZGi＝(Eref-VGi)/IGi
上式中，Eref为选定的平衡节点电压，VGi为所述电网分块bs中发电机节点i的量测电压，IGi为所述电网分块bs中发电机节点i向电网注入的电流，其中，IGi＝(Pv-jQv)/(VGi)*。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述电网分块bs中各发电机节点对所述等效负荷节点的供电份额的计算式如下：
Piv＝real[Vv((Eref-Vv)/ZTiv)*]
上式中，Piv为所述电网分块bs中发电机节点i对所述等效负荷节点v的供电份额，real表示返回复数的实部并将实部设置为值的操作函数。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块具体用于：
当所述电网分块bt中发电机节点j为化石燃料发电机时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝Gj
当所述电网分块bt中发电机节点j与所述等效发电机连接时，所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度的计算式如下：
λj＝[∑i∈bs(PivGi)/Gi]/∑i∈bsPiv
上式中，λj为所述电网分块bt中发电机节点j的度电排放强度，Gj为所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度,Gi为所述电网分块bs中发电机i关于化石燃料的度电碳排放强度。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述电网分块bt中发电机j关于化石燃料的度电碳排放强度的计算式如下：
Gj＝ηjξj(1-μj)(MCO2/Mc)[(ajpGj 2+bjpGj+cj)ζj/pGj]
上式中，ηj为所述电网分块bt中发电机节点j的燃料含碳率，ξj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳氧化率，μj为所述电网分块bt中发电机节点j的碳捕集率，MCO2为二氧化碳的摩尔质量，Mc为碳的摩尔质量，aj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的二次项耗量特性参数，bj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的一次项耗量特性参数，cj为所述电网分块bt中发电机节点j正常运行状态下的常数耗量特性参数，pGj为所述电网分块bt中发电机节点j的发电功率，ζj为所述电网分块bt中发电机节点j的修正系数。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述待分析负荷节点的全过程碳排放量的计算式如下：
Ck＝∑j∈bt(Pjkλj)
上式中，Ck为所述电网分块bt中待分析负荷节点k的全过程碳排放量，Pjk为所述电网分块bt中发电机节点j对待分析负荷节点j的供电份额。
23.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
所述处理器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至11中任意一项所述的电力负荷全过程碳排放计算方法。
24.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至11中任意一项所述的电力负荷全过程碳排放计算方法。
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