多电网碳排分布式协同隐私计算方法及系统与流程

本发明属于电网碳排放核算领域，具体涉及一种多电网碳排分布式协同隐私计算方法及系统。

背景技术：

1、电力碳排放强度又叫电力碳排放因子，是指每单位用电量所带来的二氧化碳排放量，即电力碳排放强度为碳排放量除以用电量总量而计算得出，该指标可以是用来分析一个地区用电与碳排放量之间的关系，碳强度指标的高低水平也可以定量衡量一个国家或地区使用电力的清洁能源发展水平，对区域的宏观绿色发展的监测、分析及预测具有重要意义。

2、目前，各个国家的供电一般是有多个区域共同协作完成的，而每一个区域都负责有多个子区域的电力供应，在每一个子区域架设一个或多个电网。目前，各个区域之间的数据相互保密，仅有公共的数据在外流露，因此，在核算国家各子区域碳排放量的时候需要跨单位数据融合，这样就容易导致各单位重要的子区域间调度数据的泄露。同时，区域在各个子区域所架设电网的范围与子区域的范围存在些许差别，如果使用各个电网范围平均碳排放因子计算，就会造成碳排放因子涉及范围过大问题，计算结果不能够精确反映各个子区域的电源结构差异化造成各子区域电力碳排放因子差别，进而造成各个子区域的二氧化碳间接排放量核算不精准。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种多电网碳排分布式协同隐私计算方法及系统。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、本发明提供了一种多电网碳排分布式协同隐私计算方法，包括：

4、获取各个区域之间的转移电量，获取各个区域所管辖的子区域的发电量、子区域之间的转移电量以及子区域的能源发电量，并据此构建各个区域之间的电量交换矩阵，各个区域的发电信息矩阵、电量交换矩阵以及发电碳排放信息矩阵；

5、根据各个区域的发电信息矩阵和电量交换矩阵计算对应的电力碳流信息矩阵；

6、根据各个区域的电力碳流信息矩阵、发电碳排放信息矩阵以及各个区域之间的电量交换矩阵构建电力碳排放平衡方程，计算各个区域的电力碳排因子矩阵，区域的电力碳排因子矩阵由区域所管辖的子区域电力碳排因子组成。

7、作为优选的，所述电力碳排放平衡方程通过以下计算式表示：

8、

9、其中，mτ为第τ个区域的电力碳流信息矩阵；pτl为第τ个区域到第l个区域之间的电量交换矩阵；λτ为第τ个区域的电力碳排因子矩阵；cτ为第τ个区域的发电碳排放信息矩阵。

10、作为优选的，所述电力碳排因子矩阵通过以下计算式进行计算：

11、

12、其中，

13、

14、

15、其中，λτ为第τ个区域的电力碳排因子矩阵；cτ为第v个区域的发电碳排放信息矩阵；λμ为第μ个区域的电力碳排因子矩阵；pμτ为第μ个区域到第τ个区域的电量交换矩阵；mτ为第τ个区域的电力碳流信息矩阵；dμτ为第μ个区域到第τ个区域的子区域间交互潮流矩阵；为第τ个区域的电力碳排因子矩阵的迭代初始值。

16、作为优选的，所述区域的发电信息矩阵通过以下计算式表示：

17、

18、其中，e为区域的发电信息矩阵；ei为区域所管辖的第i个子区域的发电量，n为区域所管辖的子区域的数量；

19、所述区域的电量交换矩阵通过以下计算式表示：

20、

21、其中，p为区域的电量交换矩阵；pi,j为从i子区域传输到j子区域的转移电量，n为区域所管辖的子区域的数量；

22、所述区域的发电碳排放信息矩阵通过以下计算式表示：

23、

24、其中，c为区域的发电碳排放信息矩阵；ei,m表示i子区域的第m种能源发电量；εm表示第m种能源发电量对应的发电碳排放因子。

25、作为优选的，所述区域电力碳流信息矩阵通过以下计算式进行计算：

26、m＝e-p+diag(p[1])

27、其中，m为区域电力碳流信息矩阵；e为区域的发电信息矩阵；p为区域的电量交换矩阵；[1]为全1的向量；p[1]为p和[1]相乘得到的向量；diag(p[1])为将向量放在矩阵的对角线上，且非对角线元素为0。

28、作为优选的，所述计算各个区域的电力碳排因子矩阵之后，还包括：

29、根据预设的迭代终结门限使用雅各比块迭代方法对各个区域两两之间的电力碳排因子矩阵进行迭代修正，直至迭代满足迭代终结门限，得到迭代修正后的各个区域的电力碳排因子矩阵。

30、基于同一发明构思，本发明还提出了一种多电网碳排分布式协同隐私计算系统，包括：

31、矩阵构建模块，用于获取各个区域之间的转移电量，获取各个区域所管辖的子区域的发电量、子区域之间的转移电量以及子区域的能源发电量，并据此构建各个区域之间的电量交换矩阵，各个区域的发电信息矩阵、电量交换矩阵以及发电碳排放信息矩阵；

32、矩阵计算模块，用于根据各个区域的发电信息矩阵和电量交换矩阵计算对应的电力碳流信息矩阵；

33、电力碳排因子计算模块，用于根据各个区域的电力碳流信息矩阵、发电碳排放信息矩阵以及各个区域之间的电量交换矩阵构建电力碳排放平衡方程，计算各个区域的电力碳排因子矩阵，区域的电力碳排因子矩阵由区域所管辖的子区域电力碳排因子组成。

34、作为优选的，所述电力碳排因子计算模块中的电力碳排放平衡方程通过以下计算式表示：

35、

36、其中，mτ为第τ个区域的电力碳流信息矩阵；pτl为第τ个区域到第l个区域之间的电量交换矩阵；λτ为第τ个区域的电力碳排因子矩阵；cτ为第τ个区域的发电碳排放信息矩阵。

37、作为优选的，所述电力碳排因子计算模块中的电力碳排因子矩阵通过以下计算式进行计算：

38、

39、其中，

40、

41、

42、其中，λτ为第τ个区域的电力碳排因子矩阵；cτ为第τ个区域的发电碳排放信息矩阵；λμ为第μ个区域的电力碳排因子矩阵；pμτ为第μ个区域到第τ个区域的电量交换矩阵；mτ为第τ个区域的电力碳流信息矩阵；dμτ为第μ个区域到第τ个区域的子区域间交互潮流矩阵；为第τ个区域的电力碳排因子矩阵的迭代初始值。

43、作为优选的，所述矩阵构建模块中区域的发电信息矩阵通过以下计算式表示：

44、

45、其中，e为区域的发电信息矩阵；ei为区域所管辖的第i个子区域的发电量，n为区域所管辖的子区域的数量；

46、所述矩阵构建模块中区域的电量交换矩阵通过以下计算式表示：

47、

48、其中，p为区域的电量交换矩阵；pi,j为从i子区域传输到j子区域的转移电量，n为区域所管辖的子区域的数量；

49、所述矩阵构建模块中区域的发电碳排放信息矩阵通过以下计算式表示：

50、

51、其中，c为区域的发电碳排放信息矩阵；ei,m表示i子区域的第m种能源发电量；εm表示第m种能源发电量对应的发电碳排放因子。

52、作为优选的，所述矩阵计算模块中的区域电力碳流信息矩阵通过以下计算式进行计算：

53、m＝e-p+diag(p[1])

54、其中，m为区域电力碳流信息矩阵；e为区域的发电信息矩阵；p为区域的电量交换矩阵；[1]为全1的向量；p[1]为p和[1]相乘得到的向量；diag(p[1])为将向量放在矩阵的对角线上，且非对角线元素为0。

55、作为优选的，所述电力碳排因子计算模块在计算各个区域的电力碳排因子矩阵之后，还包括：

56、迭代修正模块，根据预设的迭代终结门限使用雅各比块迭代方法对各个区域两两之间的电力碳排因子矩阵进行迭代修正，直至迭代满足迭代终结门限，得到迭代修正后的各个区域的电力碳排因子矩阵。

57、基于同一发明构思，本发明又提出了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；

58、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现上述的一种多电网碳排分布式协同隐私计算方法。

59、基于同一发明构思，本发明再提出了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，实现上述的一种多电网碳排分布式协同隐私计算方法。

60、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

61、本发明提供了一种多电网碳排分布式协同隐私计算方法及系统，通过获取各个区域之间的转移电量，获取各个区域所管辖的子区域的发电量、子区域之间的转移电量以及子区域的能源发电量，并据此构建各个区域之间的电量交换矩阵，各个区域的发电信息矩阵、电量交换矩阵以及发电碳排放信息矩阵；根据各个区域的发电信息矩阵和电量交换矩阵计算对应的电力碳流信息矩阵；根据各个区域的电力碳流信息矩阵、发电碳排放信息矩阵以及各个区域之间的电量交换矩阵构建电力碳排放平衡方程，计算各个区域的电力碳排因子矩阵，区域的电力碳排因子矩阵由区域所管辖的子区域电力碳排因子组成。本发明通过将各个区域的质检的转移电量和各个区域对应的电力碳流信息和发电碳排放信息通过矩阵的关系构建电力碳排放平衡方程，从而计算出各个区域所管辖的各个子区域的电力碳排因子，从而在精确计算出各个子区域的电力碳排放因子的同时能够保障各个区域的数据保密。