[发明专利]一种电网有功源无功源协同碳排放计算与责任分摊方法

权利要求书

1.一种电网有功源无功源协同碳排放计算与责任分摊方法，其特征在于，该方法首先针对电网中设备的有功与无功功率方向情况，对电网中的设备进行功率四象限定义；其次针对每类电源设备，分析其原始碳排放计算方法，计算其原始碳排放因子；接着对电网中的有功与无功功率进行源网荷追踪，根据来源电源的原始碳排放因子进行潮流-碳流映射；然后根据线路损耗与无功源耗电情况，建立电源的实际碳排放责任分摊结果；最后修正电源碳排放强度，构建电源实际承担碳排放计算方法。

2.如权利要求1所述的一种电网有功源无功源协同碳排放计算与责任分摊方法，其特征在于，所述对电网中的设备进行功率四象限定义是根据设备发出还是吸收有功和无功功率的类型，将设备分为以下几种：

既是有功电源，也是无功电源，包括以火电为代表的各类型发电机组；

是有功电源与无功负荷，包括正在建立励磁的风电机组；

是有功负荷与无功电源，包括调相机与静止无功补偿器；

既是有功负荷，也是无功负荷，包括电动机负荷；

纯有功电源，功率因数运行在1下的新能源机组；

纯无功电源，与电网不存在有功功率交换的无功源，实际情况下不存在；

纯有功负荷，包括照明与取暖负荷；

纯无功负荷，包括线路与变压器中的无功损失。

3.如权利要求1所述的一种电网有功源无功源协同碳排放计算与责任分摊方法，其特征在于，所述原始碳排放计算方法为：

其中，为电源的原始碳排放，为电源的有功碳排放因子，单位为kg/kWh,为电源有功出力，单位为kWh，为电源功率因数不同造成的权重因子，表征电源为了发出无功所多承担的能量损耗，因此电源的有功与无功原始碳排放分别为

其中，为电源的原始有功碳排放，为电源的原始无功碳排放。

4.如权利要求1所述的一种电网有功源无功源协同碳排放计算与责任分摊方法，其特征在于，所述对电网中的有功与无功功率进行源网荷追踪，根据来源电源的原始碳排放因子进行潮流-碳流映射的流程为：

对电网中有功与无功功率进行源网荷追踪，结果假设如下：

对于线路j有功功率，其功率来自各电源的大小分别为，对于线路j无功功率，其功率来自各电源的大小分别为；其中m表示有功源数量，n表示无功源数量；

（2）对线路损耗按照线路功率分担比例进行来源均摊，即

对于线路j有功损耗，其损耗来自各电源的比例与线路功率相同，为

其中为线路j原始有功损耗来自于有功源i的部分，为线路j的有功损耗，为线路j有功功率来自有功源i的大小；

（3）针对线路j的有功损耗，其原始碳排放为来自各来源的碳排放之和，即

其中，为有功源i的碳排放因子。

5.如权利要求4所述的一种电网有功源无功源协同碳排放计算与责任分摊方法，其特征在于，所述构建电源实际承担碳排放计算方法，其流程为：

（1）分析网络损耗与各有功源、无功源的映射关系，其方法如下：

线路j有功损耗大小与线路上流经的功率与电压有关，为

其中，P、Q分别为线路有功与无功功率，U、R分别为线路电压与电阻；

有功源与无功源整体实际承担的损耗分别为

其中，为线路j有功损耗中由有功源承担的部分，为线路j有功损耗中由无功源承担的部分；

假设线路功率来自m个有功源与n个无功源，分别为与，每个单独电源实际承担的损耗为

其中，为线路j有功损耗中由有功源i承担的部分，为线路j有功损耗中由无功源y承担的部分，为有功源i功率，为有功源k功率，为无功源y功率，为无功源x功率；

（2）因此对于各有功与无功源，其实际应当承担的线路损耗碳排放应为

其中，为线路j有功损耗碳排放中由有功源i承担的部分，为线路j有功损耗碳排放，为线路j有功损耗碳排放中由无功源y承担的部分；

（3）分析无功源的耗电与有功源出力的功率与碳排放映射关系，其方法如下：

由于无功源的供给本身需要消耗网络电能，无功源的有功负荷大小与给网络提供的无功大小成正比

其中，为无功源的有功负荷，为无功源单位无功出力的有功消耗，对于调相机，取2~5%；

对于无功源的有功负荷，由功率追踪关系，得出该部分损耗原始来源共来自m个有功源，分别为，因此无功源由于实际应当承担的碳排放为

其中，为有功源k的碳排放因子，为无功源y有功负荷来自于有功源k的部分；

（4）对于每个有功源，其实际承担的碳排放为其原始碳排放减去原始损耗碳排放与给无功电源提供的功率碳排放，再加上线路损耗碳排放中由有功功率承担的部分；对于每个无功源，其实际承担的碳排放为其原始碳排放，加上线路损耗碳排放中由无功功率承担的部分，以及为了发出无功而消耗电网电量的碳排放，即

其中与分别为有功源i与无功源y原始碳排放， 与为有功源i与无功源y实际碳排放；为有功源i的碳排放因子，为线路j原始有功损耗来自于有功源i的部分，为无功源x有功负荷来自于有功源i的部分；

因此，各节点的实际碳排放因子应为：

其中， 为有功源i的实际碳排放因子，为无功源y的实际碳排放因子。