1.本发明涉及电力系统的碳排放计量技术领域，具体为一种在台区用电侧进行碳减排计量的方法及系统、设备、存储介质。
背景技术：
2.随着“双碳”目标的提出，新型电力系统构建过程中的碳排放计量已成为目前亟需迫切解决的基础性问题。目前在电网系统中的发电侧，碳排放测量与核算方法较为成熟。虽然电力行业的直接碳排放几乎全部来自发电环节，在电能的使用过程中基本不产生碳排放，但电力生产由电力需求驱动产生，而且在电力系统中发电、输电和用电功率是瞬时平衡的。因此，如何建立一个用电侧碳计量系统，对于指导用户提高用电效率可以提供至关重要的数据参考，以达到节约用电、合理用电的目的。
技术实现要素：
3.本发明为了解决现有技术中在电网系统的用电侧无法对碳排放进行计量的问题，提供了一种在台区用电侧进行碳减排计量的方法及系统、设备、存储介质。
4.本发明是通过如下技术方案来实现的：一种在台区用电侧进行碳减排计量的方法，包括如下步骤：
5.s1：获取台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量：节点碳势指的是该节点进行单位电量消费所造成的等效于发电侧的碳排放，单位一般为kgco2/kwh，而对于电源节点而言，其节点碳势就等同于电厂实时的发电碳排放强度。另外，台区的消耗电量指的是台区用电侧所消费的电量，其可以是正值，也可以是负值，当为正值时，意味着台区内没有新能源或者新能源出力不足以支撑台区内负荷所需电量时，配网作为外部电源向台区输送的电量；当为负值时，意味着台区内新能源出力足以支撑台区内负荷所需电量，并将余量上送至配网的电量。其中，台区的消耗电量可以通过读取台区总表的方式获得，过程具体为：
6.主网可以基于碳流计算技术得到主网所有节点的瞬时碳势，因此，配网节点可以获得其对应主网节点的瞬时碳势ρ1，并从配网节点变电站关口的采集设备处获得主网节点给配网节点提供的发电功率p1。另外，还可以对配网节点内各电源节点进行单位发电量碳成本核算，具体为，获得各电源节点的瞬时碳势ρ＝[ρ2，ρ3，ρ4，...，ρn]，并从配网节点内各电源节点的采集设备处获得其发电功率p＝[p2，p3，p4，...，pn]。然后，忽略线路阻抗，可以认为配网节点线路上所有节点的瞬时碳势是一致的，按比例共享原则，可以计算得到台区所在配网节点的节点碳势e为：所述配网节点的网络拓扑结构是树状、辐射状或者环状。
[0007]
s2：获取台区内各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量：具体过程为：所述电能替代负荷的能量来源为电能、其他直接产生碳排放的能源，其中，直接产生碳排放的能源
主要指的是化石燃料。例如，所述电能替代负荷包括但不限于：以汽油和电为能量来源的汽车、以柴油和电为能量来源的汽车、以煤和电为能量来源的取暖设备、以煤和电为能量来源的烘干机、以天然气和电为能量来源的取暖设备等。其中，所述单位替代能源的碳排放量指的是其他直接产生碳排放的能源给电能替代负荷提供能量时，对应单位电能产生的同等效果所造成的碳排放量。例如，平均一度电可以使电动汽车行驶10公里，同样驱动汽车行驶10公里需要消耗的汽油为0.7l，而0.7l汽油将产生1.6公斤二氧化碳，则单位替代能源的碳排放量为1.6kgco2。
[0008]
s3：获取台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量，并结合获得的台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量、各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量计算得到计量时间内台区内各电能替代负荷的碳减排量，具体步骤如下：
[0009]
(1)将计量时间划分为多个时间段，并获得每个时间段内台区的消耗电量、台区内新能源出力的电量，从而计算得到每个时间段内配网节点给台区提供的电量；
[0010]
(2)获取台区所在配网节点在每个时间段内的节点碳势，并结合每个时间段内配网节点给台区提供的电量计算得到台区在计量时间内的总碳排放量；
[0011]
(3)基于每个时间段内台区的消耗电量计算得到台区在计量时间内的总消耗电量，并结合台区在计量时间内的总碳排放量计算得到台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量；
[0012]
(4)将台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量和各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量相减得到各电能替代负荷的单位碳减排量；
[0013]
(5)基于各电能替代负荷的单位碳减排量和台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量计算得到台区内各电能替代负荷在计量时间内的碳减排量。
[0014]
上述计算过程，举例如下：计量时间设为一天，将一天划分为24个小时，获得每个小时内台区的消耗电量数据、台区内新能源出力的电量，从而可以计算得到每个小时内配网节点给台区提供的电量。例如，一个小时内台区的消耗电量数据为20kwh，而一个小时内台区内新能源出力的电量为10kwh，则一个小时内配网节点给台区提供的电量为10kwh，依次计算得到一天内配网节点给台区提供的电量数据w＝[w1，w2，w3，...，wn]，n＝1,2,3，
…
，24。
[0015]
然后，每个小时都计算一次台区所在配网节点的节点碳势，得到一天内配网节点的节点碳势数据e＝[e1，e2，e3，...，en]，n＝1,2,3，
…
，24，从而可以计算得到台区一天内的总碳排放量为：其中，当wi为负时，意味着台区向配网释放电能时，此时台区内的电量均由台区内新能源提供，不会在发电侧产生碳排放，则此时对应的配网节点的节点碳势数据ei为零。
[0016]
再将24个小时的台区消耗电量相加，从而得到台区在一天内的总消耗电量w
总
，然后将台区一天内的总碳排放量f除以总消耗电量w
总
，即可得到台区内每消耗单位电量对应在发电侧所产生的碳排放量a，其中，a＝f/w
总
。
[0017]
然后，将台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量a和各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量b相减得到各电能替代负荷的单位碳减排量c，c＝a-b。
[0018]
最后，将各电能替代负荷的单位碳减排量c乘以各电能替代负荷在一天内所消耗的电量w
x
即可计算得到一天内台区的各电能替代负荷的碳减排量w
减
，其中，w
减
＝c*w
x
。
[0019]
本发明的实质是：通过先计算得到台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量，再计算得到消耗单位电量和消耗单位替代能源所造成的单位碳减排量，最后乘以电能替代负荷所消耗的总电量即可计算得到碳减排量，从而可以在用电侧的角度对电能替代负荷带来的碳减排量进行准确计量，有助于鼓励用户提高用电效用、合理用电、节约用电，减少了碳排放。
[0020]
应用上述方法的一种在台区用电侧进行碳减排计量的系统，系统具体框架如下：第一数据采集单元，用于获取台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量，工作过程为步骤s1的内容；第二数据采集单元，用于获取台区内各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量，工作过程为步骤s2的内容；计算单元，用于获取台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量，并结合获得的台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量、各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量计算得到计量时间内台区内各电能替代负荷的碳减排量。该系统具体的工作过程为采取上述的在台区用电侧进行碳减排计量的方法，工作过程为步骤s3的内容。
[0021]
一种在台区用电侧进行碳减排计量的设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用存储器中存储的计算机程序，用于执行上述在台区用电侧进行碳减排计量的方法中的步骤。
[0022]
一种在台区用电侧进行碳减排计量的计算机可读取的存储介质，所述存储介质用于存储在台区用电侧进行碳减排计量的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行上述在台区用电侧进行碳减排计量的方法中的步骤。
[0023]
优选的，上述存储介质包括软盘、可挠性盘片、硬盘、磁带、任何其与的磁性介质、cd-rom、任何其余的光学介质、打孔卡片、纸带、任何其余的带有洞的图案的物理介质、随机存取存储器、可编程只读存储器、可抹除可编程只读存储器、快闪可抹除可编程只读存储器中的一种或多种。存储介质由传输介质传送或接收，所述传输介质包括有形或无形的介质，用来存储、编码或承载用来给机器执行的指令，并且包含数字或模拟通信信号，以及促进指令通信的无形介质；所述传输介质包含同轴电缆、铜线以及光纤中的一种或几种，包含用来传输计算机数据信号的总线导线。
[0024]
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种在台区用电侧进行碳减排计量的方法及系统、设备、存储介质，在台区用电侧进行碳减排计量的方法，先获取台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量，从而可以计算得到台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量，再获取台区内各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量和台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量，从而可以计算得到台区内各电能替代负荷的碳减排量，不仅实现了从台区用电侧计量碳排放量，而且可以通过计算各电能替代负荷的碳减排量来鼓励用户提高用电效用、合理用电、节约用电，有助于减少碳排放；解决了现有技术中在电网系统的用电侧无法对碳排放进行计量的技术问题。
附图说明
[0025]
图1为本发明在台区用电侧进行碳减排计量的方法的流程图。
[0026]
图2为本发明步骤s3的详细流程图。
[0027]
图3为本发明在台区用电侧进行碳减排计量的系统具体框图。
具体实施方式
[0028]
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0029]
本实施例的一种在台区用电侧进行碳减排计量的系统，系统具体框架如下：如图3所示，第一数据采集单元，用于获取台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量，工作过程为步骤s1的内容；第二数据采集单元，用于获取台区内各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量，工作过程为步骤s2的内容；计算单元，用于获取台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量，并结合获得的台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量、各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量计算得到计量时间内台区内各电能替代负荷的碳减排量。该系统具体的工作过程为采取上述的在台区用电侧进行碳减排计量的方法，工作过程为步骤s3的内容。
[0030]
本实施例中上述系统在一种在台区用电侧进行碳减排计量的设备中实现，该设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用存储器中存储的计算机程序，用于执行在台区用电侧进行碳减排计量的方法中的步骤。
[0031]
本实施例中的存储器所采用的存储介质，用于存储在台区用电侧进行碳减排计量的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行在台区用电侧进行碳减排计量的方法中的步骤。
[0032]
本实施例中的存储介质可采用软盘(floppy disk)、可挠性盘片(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其与的磁性介质、cd-rom、任何其余的光学介质、打孔卡片(punch cards)、纸带(paper tape)、任何其余的带有洞的图案的物理介质、随机存取存储器(ram)、可编程只读存储器(prom)、可抹除可编程只读存储器(eprom)、快闪可抹除可编程只读存储器(flash-eprom)、其余任何存储器芯片或卡匣、或任何其余可让计算机读取的介质。存储介质由传输介质传送或接收，所述传输介质包括有形或无形的介质，用来存储、编码或承载用来给机器执行的指令，并且包含数字或模拟通信信号，以及促进指令通信的无形介质；所述传输介质包含同轴电缆、铜线以及光纤中的一种或几种，包含用来传输计算机数据信号的总线导线。
[0033]
上述一种在台区用电侧进行碳减排计量的系统，具体工作过程为一种在台区用电侧进行碳减排计量的方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0034]
s1：获取台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量：节点碳势指的是该节点进行单位电量消费所造成的等效于发电侧的碳排放，单位一般为kgco2/kwh，而对于电源节点而言，其节点碳势就等同于电厂实时的发电碳排放强度。另外，台区的消耗电量指的是台区用电侧所消费的电量，其可以是正值，也可以是负值，当为正值时，意味着台区内没有新能源或者新能源出力不足以支撑台区内负荷所需电量时，配网作为外部电源向台区输送的电量；当为负值时，意味着台区内新能源出力足以支撑台区内负荷所需电量，并将余量上送至配网的电量。其中，台区的消耗电量可以通过读取台区总
表的方式获得，过程具体为：
[0035]
主网可以基于碳流计算技术得到主网所有节点的瞬时碳势，因此，配网节点可以获得其对应主网节点的瞬时碳势ρ1，并从配网节点变电站关口的采集设备处获得主网节点给配网节点提供的发电功率p1。另外，还可以对配网节点内各电源节点进行单位发电量碳成本核算，具体为，获得各电源节点的瞬时碳势ρ＝[ρ2，ρ3，ρ4，...，ρn]，并从配网节点内各电源节点的采集设备处获得其发电功率p＝[p2，p3，p4，...，pn]。然后，忽略线路阻抗，可以认为配网节点线路上所有节点的瞬时碳势是一致的，按比例共享原则，可以计算得到台区所在配网节点的节点碳势e为：所述配网节点的网络拓扑结构是树状、辐射状或者环状。
[0036]
s2：获取台区内各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量：具体过程为：所述电能替代负荷的能量来源为电能、其他直接产生碳排放的能源，其中，直接产生碳排放的能源主要指的是化石燃料。例如，所述电能替代负荷包括但不限于：以汽油和电为能量来源的汽车、以柴油和电为能量来源的汽车、以煤和电为能量来源的取暖设备、以煤和电为能量来源的烘干机、以天然气和电为能量来源的取暖设备等。其中，所述单位替代能源的碳排放量指的是其他直接产生碳排放的能源给电能替代负荷提供能量时，对应单位电能产生的同等效果所造成的碳排放量。例如，平均一度电可以使电动汽车行驶10公里，同样驱动汽车行驶10公里需要消耗的汽油为0.7l，而0.7l汽油将产生1.6公斤二氧化碳，则单位替代能源的碳排放量为1.6kgco2。
[0037]
s3：获取台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量，并结合获得的台区所在配网节点的节点碳势、台区内新能源出力的电量、台区的消耗电量、各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量计算得到计量时间内台区内各电能替代负荷的碳减排量，如图2所示，具体步骤如下：
[0038]
(1)将计量时间划分为多个时间段，并获得每个时间段内台区的消耗电量、台区内新能源出力的电量，从而计算得到每个时间段内配网节点给台区提供的电量；
[0039]
(2)获取台区所在配网节点在每个时间段内的节点碳势，并结合每个时间段内配网节点给台区提供的电量计算得到台区在计量时间内的总碳排放量；
[0040]
(3)基于每个时间段内台区的消耗电量计算得到台区在计量时间内的总消耗电量，并结合台区在计量时间内的总碳排放量计算得到台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量；
[0041]
(4)将台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量和各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量相减得到各电能替代负荷的单位碳减排量；
[0042]
(5)基于各电能替代负荷的单位碳减排量和台区内各电能替代负荷在计量时间内所消耗的电量计算得到台区内各电能替代负荷在计量时间内的碳减排量。
[0043]
上述计算过程，举例如下：计量时间设为一天，将一天划分为24个小时，获得每个小时内台区的消耗电量数据、台区内新能源出力的电量，从而可以计算得到每个小时内配网节点给台区提供的电量。例如，一个小时内台区的消耗电量数据为20kwh，而一个小时内台区内新能源出力的电量为10kwh，则一个小时内配网节点给台区提供的电量为10kwh，依次计算得到一天内配网节点给台区提供的电量数据w＝[w1，w2，w3，...，wn]，n＝1,2,3，
…
，
24。
[0044]
然后，每个小时都计算一次台区所在配网节点的节点碳势，得到一天内配网节点的节点碳势数据e＝[e1，e2，e3，...，en]，n＝1,2,3，
…
，24，从而可以计算得到台区一天内的总碳排放量为：其中，当wi为负时，意味着台区向配网释放电能时，此时台区内的电量均由台区内新能源提供，不会在发电侧产生碳排放，则此时对应的配网节点的节点碳势数据ei为零。
[0045]
再将24个小时的台区消耗电量相加，从而得到台区在一天内的总消耗电量w
总
，然后将台区一天内的总碳排放量f除以总消耗电量w
总
，即可得到台区内每消耗单位电量对应在发电侧所产生的碳排放量a，其中，a＝f/w
总
。
[0046]
然后，将台区内每消耗单位电量所产生的碳排放量a和各电能替代负荷的单位替代能源的碳排放量b相减得到各电能替代负荷的单位碳减排量c，c＝a-b。
[0047]
最后，将各电能替代负荷的单位碳减排量c乘以各电能替代负荷在一天内所消耗的电量w
x
即可计算得到一天内台区的各电能替代负荷的碳减排量w
减
，其中，w
减
＝c*w
x
。
[0048]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。