一种电网的负荷侧碳排放率实时展示系统的制作方法

本发明属于电力系统降碳、减碳，具体涉及一种电网的负荷侧碳排放率实时展示方法。

背景技术：

1、目前，企业加强碳排放管理的需求愈加迫切，碳排放流计算的合理性也得到了一定程度的研究，但关于负荷侧的碳排放率实时展示目前还处在发展阶段。

2、申请公布号为cn115375105a的专利文献公开了一种基于源网供给侧碳指数展示系统及方法，基于采集电力电量数据，采集源为调控云、open3000、电能量采集系统、营销用电信息采集系统中任一系统或多系统组合，得出碳指数。上述方法虽然可以得出电力系统的碳指数，但其计算具有一定的滞后性，无法得出负荷侧的实时碳排放率数据。

3、因此，申请人提出一种电网的负荷侧碳排放率实时展示方法，从而全面提升对电网的管控力、完善对电网碳排放的监视。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术存在的虽然可以得出电力系统的碳指数，但其计算具有一定的滞后性，无法得出负荷侧的实时碳排放率数据的技术问题，而提供的一种电网的负荷侧碳排放率实时展示方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种电网的负荷侧碳排放率实时展示系统，它包括上层软件数据收集接口模块，上层软件数据收集接口模块的输出端与负荷数据采集模块的输入端连接，负荷数据采集模块的输出端与发电厂数据采集模块的输入端连接，发电厂数据采集模块的输出端与外界交换线路碳排放率接口模块的输入端连接，外界交换线路碳排放率接口模块的输出端与数据预处理模块的输入端连接，数据预处理模块的输出端与中央处理模块的输入端连接，中央处理模块的输出端与负荷碳排放率计算模块的输出端连接，负荷碳排放率计算模块的输出端与网架模型构建模块的输入端连接，网架模型构建模块的输出端与碳排放率显示模块的输入端连接。

4、上层软件数据收集接口模块计算潮流所用的基础数据均来源于潮流仿真软件psasp，因此在该模块中，包括如下步骤：

5、步骤1)在pasap中选择合适的运行方式；

6、步骤2)在选择好的运行方式中导出“基础库”中的数据；

7、步骤3)在导出的“基础库”数据中筛选出属于所求区域的数据的节点、线路和变压器信息；

8、步骤4)将所得数据传入负荷数据采集模块中。

9、负荷数据采集模块用于获得实际电网中各负荷节点实时变化的负荷数据；

10、发电厂数据采集模块用于获得实际电网中的实时变化的发电厂出力数据；

11、外界交换线路碳排放率接口模块用于获得外界交换线路上的碳排放率实时数据；

12、数据预处理模块对所获得的计算潮流所用的数据进行标准化处理，得到标准化纯数据，使得所有数据均可被系统识别，为潮流计算做准备；

13、中央处理模块用于协调各个模块正常工作；

14、网架模型构建模块用于获得各类型节点所在的经纬度坐标、各线路的首末节点名称和线路回数，并将结果传入碳排放率显示模块中。

15、负荷碳排放率计算模块在工作时，采用以下步骤：

16、步骤1)计算电力系统的有功潮流，统计电力系统的发电机组的碳排放强度向量；

17、步骤2)确定电力系统各个支路的支路潮流分布矩阵、机组注入分布矩阵、负荷分布矩阵、节点有功通量矩阵；

18、步骤3)判断节点有功通量矩阵的对角元素是否有等于0的，若有，则将节点有功通量矩阵中对角元为0所在行的对应节点和与之相连的机组和线路从电网中取出；

19、否则，利用下式计算节点碳势向量：

20、

21、其中，pn表示节点有功通量矩阵，表示支路潮流分布矩阵的转置矩阵；表示机组注入分布矩阵的转置矩阵；eg表示发电机组的碳排放强度向量；

22、利用下式计算得出支路碳流率与负荷碳流率：

23、

24、其中，en表示支路碳势向量，d<·>/dt表示函数<·>关于t求导数；

25、步骤4)分别计算支路碳流率分布矩阵与负荷碳流率向量，即可得到网架中各负荷节点的实时碳排放率，并将结果进行显示。

26、碳排放率显示模块在工作时，采用以下步骤：

27、步骤1)按照电压等级将网架进行显示；

28、步骤2)在线路上实时显示碳排放强度和碳排放率；

29、步骤3)根据线路上的碳排放强度和碳排放率计算得出负荷节点的碳势及其碳排放率，并实时显示在各负荷节点上。

30、上述系统在工作时，采用以下步骤：

31、上层软件数据收集接口模块，与数据预处理模块连接，用于采集psasp中选定的运行方式中的数据；

32、负荷数据采集模块，与数据预处理模块连接，用于采集网架中实时变化的负荷数据；

33、发电厂数据采集模块，与数据预处理模块连接，用于采集网架中实时变化的发电厂出力数据；

34、外界交换线路碳排放率接口模块，与数据预处理模块连接，用于采集未知的外界交换线路上的碳排放强度数据；

35、数据预处理模块，与中央处理模块连接，用于控制各个模块之间的正常工作；

36、负荷碳排放率计算模块，与中央处理模块连接，用于基于处理后的信息计算电力系统的碳排放流；

37、网架模型构建模块，构建实际网架，用于下一步的负荷碳排放率实时显示；

38、碳排放率显示模块，首先，按照电压等级将网架进行显示；然后，在线路上实时显示碳排放强度和碳排放率；最后根据线路上的碳排放强度和碳排放率计算得出负荷节点的碳势及其碳排放率，并实时显示在各负荷节点上。

39、一种负荷碳排放率计算模块，它在工作时，采用以下步骤：

40、步骤1)计算电力系统的有功潮流，统计电力系统的发电机组的碳排放强度向量；

41、步骤2)确定电力系统各个支路的支路潮流分布矩阵、机组注入分布矩阵、负荷分布矩阵、节点有功通量矩阵；

42、步骤3)判断节点有功通量矩阵的对角元素是否有等于0的，若有，则将节点有功通量矩阵中对角元为0所在行的对应节点和与之相连的机组和线路从电网中取出；

43、否则，利用下式计算节点碳势向量：

44、

45、其中，pn表示节点有功通量矩阵，表示支路潮流分布矩阵的转置矩阵；表示机组注入分布矩阵的转置矩阵；eg表示发电机组的碳排放强度向量；

46、利用下式计算得出支路碳流率与负荷碳流率：

47、

48、其中，en表示支路碳势向量，d<·>/dt表示函数<·>关于t求导数；

49、步骤4)分别计算支路碳流率分布矩阵与负荷碳流率向量，即可得到网架中各负荷节点的实时碳排放率，并将结果进行显示

50、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

51、1)本发明可在已知网架、发电机出力和负荷的情况下，精确计算网架中各负荷节点的碳排放率，为区域电网碳排放流的计算奠定基础，能够保证得到的网架中各负荷节点的碳排放率；

52、2)本发明可得出网架中各个负荷节点的实时碳排放率，避免了碳指数在计算上的滞后性问题，有利于电网企业加强对碳减排的管理；