[发明专利]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

权利要求书

1.一种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，其特征在于，主要包括以下步骤：

1）从电网数据库录入电力系统实时运行数据，形成基础数据库；该运行数据包括主动配电网的拓扑结构数据、系统参数数据，以及基于主动配电网自动化系统测量得到的潮流分布的运行状态数据；

2）从基础数据库中选取数据构造主动配电网碳排放流的计算矩阵和向量；所述构造的矩阵和向量为：支路潮流流入分布矩阵、支路有功网损分布矩阵、电源潮流注入矩阵、系统电源碳势向量、系统节点通量矩阵；

3）根据系统节点通量矩阵的可逆性判断主动配电网中是否存在影响碳排放流求解可行性的零通量节点；若存在，则将其识别出来并删去，更新构造主动配电网碳排放流的计算矩阵和向量，并重新执行步骤3），直至系统节点通量矩阵可逆，执行步骤4）；若主动配电网中不存在零通量节点，则直接执行步骤4）；

4）利用所构造的矩阵和向量求解主动配电网中各个非电源节点在各个时段的节点碳势；

5）根据主动配电网中各个用户节点的碳势，计算各用户节点在各时间段内的用电碳排放量，进而完成对单时间段或多时间段内用户节点的累积用电碳排放量的测量。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤2）从基础数据库中选取数据构造主动配电网碳排放流的计算矩阵和向量，具体包括：

2-1）支路潮流流入分布矩阵的构造：

支路潮流流入分布矩阵P_B=（p_ij）_N×N，矩阵P_B中的元素为p_ij，矩阵行数和列数为N行N列；构造方法为：若节点i与节点j，（i,j=1,2,…，N）间有支路相连，i,j=1,2,…，N；且经此支路从节点i到节点j流入该支路的正向有功潮流为p，则p_ij=p，p_ji=0；若流经该支路的有功潮流p为反向潮流，则p_ij=0，p_ji=p；其它情况下p_ij=p_ji=0；且对所有对角元素，有p_ii=0i=1,2,…，N；矩阵中元素的单位与有功功率单位相同；

2-2）支路有功网损分布矩阵的构造：

支路潮流流入分布矩阵P_l=（p_ij）_N×N；构造方法为：若节点i与节点j间有支路相连，i,j=1,2,…，N；且经此支路从节点i到节点j流过正向有功潮流，其中有功网损为p，则p_ij=p，p_ji=0；若流经该支路的有功潮流为反向潮流，且有功网损为p，则p_ij=0，p_ji=p；其它情况下p_ij=p_ji=0且所有对角元素p_ii=0；矩阵中元素的单位与有功功率单位相同；

2-3）电源潮流注入矩阵的构造：

电源潮流注入矩阵P_G=（p_ij）_K×N；构造方法为：若第k台电源接入非电源节点j，k=1,2,…，K，j=1,2,…，N；且从此电源注入节点j的有功潮流为p，则p_kj=p，否则p_kj=0；矩阵中元素单位与有功潮流单位相同；

2-4）系统电源碳势向量的构造：

系统电源碳势向量E_G为K维列向量；构造方法为：第k，k=1,2,…，K个元素为主动配电网中第k个电源的电源碳势；系统电源碳势向量中的元素作为系统边界条件数据从外部输入；各向量元素单位与发电碳排放强度相同；

作为等效电源的配电变压器的电源碳势为已知条件，从外部输入；分布式光伏和风电的电源碳势为0kgCO₂/kWh；分布式燃气电源的电源碳势根据其使用燃料的特性及其发电效率，计算方法如下：

egas=3.6×10-6·EFEηgas]]>

上方公式中，e_gas为分布式燃气电源的电源碳势，单位为kgCO₂/kWh；EF_E为电源所用燃料的碳排放系数，单位为kgCO₂/TJ；η_gas为电源的发电效率，单位为%；

可控储能装置处于放电状态时，将其视为电源，发电碳排放强度计算方法如下：

er=F0+∫R(t)dt(Q0+∫P(t)dt)·λ]]>

上式中，e_r为可控储能装置的在放电状态时的电源碳势，单位为kgCO₂/kWh；∫R(t)dt和∫P(t)dt分别代表可控储能装置在处于充电状态时从系统中存储的电量和碳流量，F₀和Q₀表示可控储能装置在上一次由放电状态变为充电状态时，其中剩余的电量和碳流量；λ代表可控储能装置的效率；

2-5）系统节点通量矩阵的构造：系统节点通量矩阵为N阶对角方阵，符号为P_N；具

体定义如下面公式所示：

PN=diag{ξN+K·(PB-P1)PG}]]>

其中ζ_N+K为为N+K维行向量，向量中所有元素均为1；diag{}为对角阵算子，对任意N+K维向量[x₁,x₂,…,x_N+K]，有：