一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算方法与流程

本发明涉及综合能源系统领域，具体涉及一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算方法。

背景技术：

1、在电力行业向低碳化转型的过程中，各个综合能源系统间和本综合能源系统内的碳排放流的计算方法起着至关重要的作用，在以往的混合电力交易的过程中，通常认为碳排放只会存在于发电环节，电能的输送与分配使用并不会产生碳排放，若要发电环节承担所有的碳排放责任，这是十分不公平的。

2、传统的碳流计算方法不能准确的体现出碳流在电力网络中的流通，联系生产侧与消费侧和梳理清楚碳排放交易责任，并且当一个复杂网络包含多种交易模式时，因为网损的存在，整个综合能源系统并不是线性，即每笔交易单独作用于系统时产生的网损之和并不会等于所有交易共同作用于系统产生的总网损，因此，并且当一个综合能源系统存在系统间交易时，可能在综合能源系统中产生“环流”或“并行流”，这些问题就给传统的电力系统碳流计算方法提出了新问题。

3、因此，鉴于以上不足，亟需提出一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算方法，来解决不同交易间耦合网损分摊不清、跨区碳流分布无法量化问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不同交易间耦合网损分摊不清、跨区碳流分布无法量化问题，提供一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算方法。

2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算方法，所述方法包括以下步骤：

3、将综合能源系统混合交易中的联营交易转化成多笔虚拟双边交易，得到仅包含双边交易的综合能源系统；通过网络分裂法得到每笔双边交易在支路潮流所占份额，再根据支路潮流所占份额得出分摊系数；

4、计算每笔双边交易分摊的网损；

5、将网损按分摊系数分摊给双边交易双方，得出调整后双边交易网络中发电机和负荷的直流参数；

6、计算双边交易网络的节点有功通量，并根据节点有功通量计算各节点的节点碳势；

7、根据节点碳势计算双边交易网络的碳流分布与负荷碳流率。

8、假设综合能源系统混合交易中存在n笔双边交易和联营交易，将联营交易转化成s笔虚拟双边交易，则综合能源系统存在n+s笔双边交易。

9、将综合能源系统拆分为r个子综合能源系统，将r个子综合能源系统的网络等值转化为仅包含树支的连通图；

10、去除不同子综合能源系统间的多余联络线潮流，使不同子综合能源系统之间仅存在唯一联络线，则不同子综合能源系统之间形成等效环流；

11、根据环流的相角差为0，提出不同综合能源系统间环流fcr与子综合能源系统内混合交易fin和综合能源系统间交易fsp之间的关系；

12、

13、

14、式中：f2为仅包含子综合能源系统内双边交易与不同综合能源系统间双边交易在网络分裂后系统中支路流过的潮流；xcr-cr、xcr-in、xcr-sp分别为不同综合能源系统间环流的互阻抗、不同综合能源系统间环流与子综合能源系统内交易的互阻抗和不同综合能源系统间交易与不同综合能源系统间环流的互阻抗；θin、θsp、θcr为子综合能源系统内部的支路相角差、不同综合能源系统间支路相角差和不同综合能源系统间环流的相角差；下标in、sp、cr分别为子综合能源系统内交易、不同综合能源系统间交易和不同综合能源系统间环流。

15、综合能源系统中各支路潮流与各笔双边交易的关系为：

16、f1＝ccbb；

17、式中：ccb＝cacb为支路交易关联矩阵，为l×(n+s)阶矩阵，ca为支路关联矩阵，cb为交易关联矩阵；l为综合能源系统混合交易的支路数；b为双边交易的交易量；

18、所述每笔双边交易分摊的网损为：

19、

20、式中：ccb，j为ccb矩阵的第j行的(n×s)阶行向量，j＝1，...，l，l为综合能源系统混合交易的支路数；ploss，j为第j条支路上的支路损耗；bi为第i个元素且为第i笔双边交易的交易量，其余元素为0的(n×s)阶列向量，bi＝[0，...，bi，...0]。

21、调整后双边交易网络中发电机和负荷的直流参数为：

22、

23、式中：分别为调整后双边交易网络的发电机和负荷的直流参数；bn为双边交易的笔数；gi为第i个发电机组；分别为调整前双边交易网络的发电机和负荷的直流参数；δ为分摊系数。

24、计算双边交易网络的直流支路潮流分布矩阵、机组注入分布矩阵与负荷分布矩阵；

25、根据通量矩阵得出节点有功通量为：

26、

27、式中：ξ为l+m阶的行向量，且所有元素为1，l为综合能源系统混合交易的支路数，m为综合能源系统混合交易的发电机组数；为直流支路潮流分布矩阵，为机组注入分布矩阵；

28、通过双边交易网络的节点有功通量、直流支路潮流分布矩阵与机组注入分布矩阵得出各节点的节点碳势为：

29、

30、式中：为双边交易网络的机组碳排放强度。

31、所述双边交易网络的碳流分布与负荷碳流率为：

32、

33、式中：分别为双边交易网络的负荷碳流率分布矩阵与支路碳流率分布矩阵；ldb，after为负荷分布矩阵。

34、一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算装置，该装置应用于上述所述的方法，所述装置包括：

35、交易转化模块，用于将综合能源系统混合交易中的联营交易转化成多笔虚拟双边交易，得到仅包含双边交易的综合能源系统；通过网络分裂法得到每笔双边交易在支路潮流所占份额，再根据支路潮流所占份额得出分摊系数；

36、网损计算模块，用于计算每笔双边交易分摊的网损；

37、直流参数计算模块，用于将网损按分摊系数分摊给双边交易双方，得出调整后双边交易网络中发电机和负荷的直流参数；

38、碳流分布计算模块，用于计算双边交易网络的节点有功通量，并根据节点有功通量计算各节点的节点碳势，以及根据节点碳势计算双边交易网络的碳流分布与负荷碳流率。

39、一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算设备，包括存储器和处理器；

40、所述存储器，用于存储计算机程序代码，并将所述计算机程序代码传输给所述处理器；

41、所述处理器，用于根据所述计算机程序代码中的指令执行如上述所述的方法。

42、一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的方法。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

44、本发明一种用于综合能源系统双边交易网络的碳流计算方法，针对综合能源系统混合交易网络中不同交易间耦合网损分摊不清、跨区碳流分布无法量化问题，提出在多区域间交易规模不断扩大的综合能源系统中，精确计算出整个综合能源系统碳流分布，理清不同类型的电力交易对整个综合能源系统碳流分布的影响，可清晰体现交易在系统中的碳流流向，并忽略了交易次序对系统的影响，使网损分摊给混合交易后更具公平与合理性。