本发明涉及数据分析,尤其涉及一种碳排放评估方法、发电机控制方法及装置。
背景技术:
1、对于电力系统间接碳排放的计量,目前国内外普遍使用的方法是电网平均排放因子法,该方法以平均化责任分摊的思想,利用平均碳排放因子乘以用户侧的用电量即可得到用户的碳排放责任。电网平均排放因子法具有简单、可信、易操作等优点,但存在统计数据滞后、时间和空间分辨率低等问题。因此在电网平均排放因子法的基础上,国内外研究学者进一步采用碳排放流追踪法等方法对用电间接碳排放的计量进行研究。按照所考虑的潮流信息不同,目前碳排放流追踪法主要分为基于比例共享原则的碳排放流分析法、复功率法和电网功率分布法。其中基于比例共享原则的碳排放流分析法由于方法简单、直观、计算量较低等优点,已被碳排放流计量装置、考虑降碳目标的电力系统规划与优化运行等领域研究所广泛采用,受到工业界和学术界的广泛关注。
2、但是,当前有关碳排放流理论的间接碳排放求解方法需要依赖于精细的节点级潮流信息,即需要知道各发电机组、负荷节点功率以及各用电节点之间支路的详细潮流数据,导致该计算方式依然存在一些有待完善之处:(1)无法脱离具体的电网拓扑结构,须知晓所研究区域所有用电节点和节点间之路的信息,导致碳排放流计算过程中拓扑结构和潮流信息隐私性差;(2)为了确保一定区域内碳排放责任分摊的公平性,还会增加利用节点碳排放因子结合各个用电节点与区域之间的对应关系来上算区域碳排放因子的步骤,数据需求量大、求解速度慢等,导致求解效率较低。
技术实现思路
1、本发明提供了一种碳排放评估方法、发电机控制方法及装置,以解决现有的碳排放评估方法数据隐私性差、数据需求量大以及求解速度慢的技术问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种碳排放评估方法,包括:
3、获取预设的广义节点内发电机的燃料排放因子和发电量,根据所述燃料排放因子和发电量,计算所述广义节点内所产生的直接碳排放量;其中,所述广义节点为将若干个用电节点进行聚合,并将所聚合的用电节点对应的若干个受点通道和若干个送电通道简化为一条受点通道和一条送电通道后所得到的节点;
4、获取其余广义节点通过对应的受电通道输入至所述广义节点的输入电量,根据所述发电量和所述输入电量,计算所述广义节点的流入电量矩阵;
5、根据所述直接碳排放量以及所述流入电量矩阵,计算所述广义节点的碳排放因子矩阵;
6、获取所述广义节点内的负荷用电量,根据所述负荷用电量以及所述碳排放因子矩阵,计算广义节点的负荷用电间接碳排放量;
7、获取所述广义节点通过对应的送电通道输出至其余广义节点的送出电量,以及所述送电通道的网损电量,根据所述送出电量和网损电量,计算广义节点对应的电力通道碳排放量;
8、根据所述直接碳排放量、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量,得到所述广义节点的电网碳排放量。
9、作为优选方案,根据以下公式,计算所述广义节点内所产生的直接碳排放量:
10、
11、其中,为广义节点i内所产生的直接碳排放量向量,所述直接碳排放量向量中的元素数量等于广义节点的数量i,下标in,gen表示流入广义节点内的发电单元,为广义节点i内第k台发电机的燃料排放因子,为广义节点i内第k台发电机的发电量。
12、作为优选方案,根据以下公式,计算所述广义节点的流入电量矩阵:
13、
14、
15、其中,为广义节点的流入电量矩阵,为广义节点i的流入电量,为广义节点j通过对应的受电通道输入至广义节点i的输入电量。
16、作为优选方案,根据以下公式,计算所述广义节点的碳排放因子矩阵:
17、
18、
19、其中,efarea为广义节点的碳排放因子矩阵,为所述输入电量矩阵;为所述直接碳排放量矩阵,i为广义节点的数量。
20、作为优选方案,根据以下公式,计算广义节点的负荷用电间接碳排放量:
21、
22、其中,为广义节点的负荷用电间接碳排放量,为广义节点的负荷用电量矩阵。
23、作为优选方案,根据以下公式,计算广义节点对应的电力通道碳排放量:
24、
25、
26、
27、
28、
29、
30、其中,为广义节点对应的电力通道碳排放量;,为广义节点对应的送电通道的间接碳排放量矩阵;为广义节点间对应的送电通道网损的间接碳排放量矩阵;δt为广义节点之间的送电传输时间;为广义节点对应的送电通道的碳流率矩阵,下标“cor,out”表示广义节点从对应的送电通道向外送电;为广义节点对应的送电通道的送出电量矩阵,元素(为广义节点i到广义节点j方向的送电通道的碳流率;ρb表示广义节点的碳流密度矩阵;为广义节点对应的送电通道的网损碳流率矩阵;为广义节点对应的送电通道的网损电量矩阵;元素(为广义节点i到广义节点j方向的送电通道的网损碳流率。
31、作为优选方案,所述根据所述直接碳排放量、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量,得到所述广义节点的电网碳排放量,包括:
32、将所述直接碳排放量、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量进行相加求和,得到所述广义节点的电网碳排放量。
33、在上述实施例的基础上,本发明另一实施例提供了一种碳排放评估装置,包括:直接碳排放量计算模块、流入电量矩阵计算模块、碳排放因子矩阵计算模块、负荷用电间接碳排放量计算模块、电力通道碳排放量计算模块以及电网碳排放量计算模块;
34、所述直接碳排放量计算模块,用于获取预设的广义节点内发电机的燃料排放因子和发电量,根据所述燃料排放因子和发电量,计算所述广义节点内所产生的直接碳排放量;其中,所述广义节点为将多个用电节点进行聚合,并将所聚合的用电节点对应的多个受点通道和多个送电通道简化为一条受点通道和一条送电通道后所得到的节点;
35、所述流入电量矩阵计算模块,用于获取其余广义节点通过对应的受电通道输入至所述广义节点的输入电量,根据所述发电量和所述输入电量,计算所述广义节点的流入电量矩阵;
36、所述碳排放因子矩阵计算模块,用于根据所述直接碳排放量以及所述流入电量矩阵,计算所述广义节点的碳排放因子矩阵;
37、所述负荷用电间接碳排放量计算模块,用于获取所述广义节点内的负荷用电量,根据所述负荷用电量以及所述碳排放因子矩阵,计算广义节点的负荷用电间接碳排放量;
38、所述电力通道碳排放量计算模块,用于获取所述广义节点通过对应的送电通道输出至其余广义节点的送出电量,以及所述送电通道的网损电量,根据所述送出电量和网损电量,计算广义节点对应的电力通道碳排放量;
39、所述电网碳排放量计算模块,用于根据所述直接碳排放量、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量,得到所述广义节点的电网碳排放量。
40、在上述实施例的基础上,本发明又一实施例提供了一种发电机控制方法,通过上述实施例的碳排放量评估方法计算广义节点的电网碳排放量;将所述电网碳排放量与预设的碳排放量阈值进行比对,当所述电网碳排放量大于所述碳排放量阈值时,降低所述广义节点内发电机的发电量,直至所述电网碳排放量不大于所述碳排放量阈值。
41、在上述实施例的基础上,本发明又一实施例提供了一种发电机控制装置,包括:电网碳排放量获取模块以及发电机控制模块;
42、所述电网碳排放量获取模块,用于获取广义节点的电网碳排放量;
43、所述发电机控制模块,用于将所述电网碳排放量与预设的碳排放量阈值进行比对,当所述电网碳排放量大于所述碳排放量阈值时,降低所述广义节点内发电机的发电量,直至所述电网碳排放量不大于所述碳排放量阈值。
44、相比于现有技术,本发明实施例具有如下有益效果:
45、本发明通过将若干个用电节点进行聚合,并将所聚合的用电节点对应的若干个受点通道和若干个送电通道简化为一条受点通道和一条送电通道,得到聚合后的广义节点。以广义节点为最小研究对象,计算所述广义节点内所产生的直接碳排放量、流入电量矩阵、碳排放因子矩阵、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量,根据所述直接碳排放量、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量,得到所述广义节点的电网碳排放量。继而将所述电网碳排放量与预设的碳排放量阈值进行比对,当所述电网碳排放量大于所述碳排放量阈值时,降低所述广义节点内发电机的发电量,直至所述电网碳排放量不大于所述碳排放量阈值。
46、本发明在求解广义节点碳排放因子的过程中,由于其是将多个用电节点聚合为一个广义节点,因此其所需数据量较少,不需要各用电节点详细的发电单元、受电通道和拓扑结构的详细信息,其数据隐蔽性更好。并且传统的碳排放计算方法在计算各用电节点的碳排放因子的过程中,会利用节点碳排放因子结合各用电节点与区域之间的对应关系来计算区域碳排放因子,而本发明的广义节点通过聚合多个节点的方式,减小了矩阵求解算法中矩阵的大小,在提升数据存取速度的同时减少了矩阵求逆的运算量,进而带来了更快的求解速度。
1.一种碳排放评估方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的碳排放评估方法,其特征在于,根据以下公式,计算所述广义节点内所产生的直接碳排放量:
3.如权利要求2所述的碳排放评估方法,其特征在于,根据以下公式,计算所述广义节点的流入电量矩阵:
4.如权利要求3所述的碳排放评估方法,其特征在于,根据以下公式,计算所述广义节点的碳排放因子矩阵:
5.如权利要求4所述的碳排放评估方法,其特征在于,根据以下公式,计算广义节点的负荷用电间接碳排放量:
6.如权利要求5所述的碳排放评估方法,其特征在于,根据以下公式,计算广义节点对应的电力通道碳排放量:
7.如权利要求6所述的碳排放评估方法,其特征在于,所述根据所述直接碳排放量、负荷用电间接碳排放量以及电力通道碳排放量,得到所述广义节点的电网碳排放量,包括:
8.一种碳排放评估装置,其特征在于,包括:直接碳排放量计算模块、流入电量矩阵计算模块、碳排放因子矩阵计算模块、负荷用电间接碳排放量计算模块、电力通道碳排放量计算模块以及电网碳排放量计算模块;
9.一种发电机控制方法,其特征在于,包括:通过权利要求1-7任意一项所述的方法计算广义节点的电网碳排放量;将所述电网碳排放量与预设的碳排放量阈值进行比对,当所述电网碳排放量大于所述碳排放量阈值时,降低所述广义节点内发电机的发电量,直至所述电网碳排放量不大于所述碳排放量阈值。
10.一种发电机控制装置,其特征在于,包括:电网碳排放量获取模块以及发电机控制模块;
