不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法及装置与流程

本发明涉及低碳能源系统，具体涉及不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法及装置。

背景技术：

1、电力系统是我国碳排放的主要来源，所以，为了实现电力低碳发展，开展电力系统碳排放的分析统计工作非常重要。

2、现有电力系统中的碳排放流计算技术主要以确定性潮流结果为理论基础进行碳排放流的计算，常常在忽略系统网络损耗、电化学储能电站及其损耗对系统碳排放流计算结果影响的前提下进行。随着电力系统规模的扩大，电力系统结构越来越复杂，加之电力系统负荷也越来越多样化，传统的碳排放流计算方法无法精确地计算出系统的碳排放量。

3、公布号为cn116388239a中国发明专利申请公开了一种基于碳排放流理论的含有储能设备的节点碳势计算方法，该方法在计算储能节点碳势时，考虑了储能设备在充放电状态下能量损失对节点碳势计算的影响，在一定程度上提高了储能节点碳势计算的准确性。但是该方法仅考虑了充放电过程中，储能电站接电网的端口电压不变的情况下，储能电站内部问题导致的损耗，而并未考虑端口电压波动对储能设备损耗的影响，所以储能电站放电状态下对储能节点碳势计算不够准确，进而无法精确地计算出电力系统其他节点的碳排放量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法及装置，以解决现有的碳排放流计算方法对电力系统的碳排放量计算不够准确的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，该方法包括以下步骤：

3、1)检测电网中各个电化学储能节点当前的充放电状态；

4、2)对于处于放电状态的电化学储能节点，获取由于电化学储能节点连接电网的端口电压跌落而使电化学储能节点无法释放的能量，将所述电化学储能节点未能释放的能量纳入电化学储能节点当前时刻存储能量的计算，根据计算得到的电化学储能节点当前时刻存储能量及电化学储能节点放电状态下的碳排放强度计算模型，计算处于放电状态的电化学储能节点的碳排放强度；

5、3)根据步骤2)所计算的处于放电状态的电化学储能节点的碳排放强度及不计网络损耗情况下的网络中各支路各节点的潮流分布，计算电网中各个负载节点的碳排放流。

6、本发明计量方法的有益效果是：本发明不仅考虑了充放电过程中，储能电站接电网的端口电压不变的情况下，储能电站内部问题导致的损耗，而且考虑了放电过程中端口电压波动对储能设备放电效率的影响，所以提高了储能电站放电状态下对储能节点碳势计算的准确性，进而提高了将储能电站当做发电机时电力系统各负载节点碳排放流计算的准确性。

7、进一步地，为了实现对电化学储能节点当前时刻存储的能量的准确计算，所述电化学储能节点当前时刻存储能量的计算公式为：

8、

9、其中，是电化学储能节点在当前时刻t2存储的能量，是电化学储能节点在上一时刻t1存储的能量，pin是充电状态下的电化学储能节点的充电功率，pout是放电状态下的电化学储能节点的放电功率，ηin是充电状态下的充电效率，ηout是放电状态下的放电效率，δt＝t1-t2，β为电化学储能节点的能量损失系数，eun-out为放电状态下电化学储能节点无法释放的能量。

10、进一步地，为了更准确计算放电状态下电化学储能节点无法释放的能量，所述电化学储能节点无法释放的能量eun-out的计算公式为：

11、

12、其中，t3为电化学储能节点端口电压跌落至脱网时刻到将电化学储能节点内部所有电能均释放完所需要的时间，iout为放电电流，uout为放电电压。

13、进一步地，为了准确计算电化学储能节点放电状态下的存储能量，根据电化学储能设备的损耗率来计算所述充电状态下的电化学储能节点的充电功率及所述放电状态下的电化学储能节点的放电功率。

14、进一步地，为了更加准确计算电化学储能节点放电状态下的存储能量，所述电化学储能设备的损耗率包括电化学储能损耗率、站损率和站用电率。

15、进一步地，为了准确计算电化学储能节点放电状态下的碳排放强度，所述电化学储能节点放电状态下的碳排放强度计算模型为：

16、

17、其中，ri,t为处于放电状态下的电化学储能节点i在时刻t的碳排放强度，ci,t为电化学储能节点i在时刻t的含碳量，ei,t是电化学储能节点i在时刻t存储的能量。

18、进一步地，为了简化各支路中各节点的潮流分布的计算过程，不计网络损耗情况下的电网中各支路各节点的潮流分布为：

19、pn＝a-1pg

20、其中，pn和pg分别表示节点有功功率通量和发电机到节点的有功功率输入的矢量，矩阵a-1为矩阵a的逆矩阵，a为发电机到负荷的功率分配矩阵，矩阵中的元素表示发电机对负载的贡献因子，矩阵中元素的表达式为：

21、

22、其中，i，j为支路两端的节点，pji表示流过支路i-j的有功功率，且由节点j流向节点i，pj表示节点j的功率通量，表示与节点i直接连接并且通过二者之间直接连接的支路向节点i注入有功功率的节点的集合。

23、本发明为解决上述技术问题而提供一种不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量装置，该装置包括处理器以及与处理器连接的存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的用于实现上面所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法的计算机程序。

24、本发明计量装置的有益效果是：本发明不仅考虑了充放电过程中，储能电站接电网的端口电压不变的情况下，储能电站内部问题导致的损耗，而且考虑了放电过程中端口电压波动对储能设备放电效率的影响，所以提高了储能电站放电状态下对储能节点碳势计算的准确性，进而提高了将储能电站当做发电机时电力系统各负载节点碳排放流计算的准确性。

技术特征：

1.不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，所述电化学储能节点当前时刻存储能量的计算公式为：

3.根据权利要求2所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，所述电化学储能节点无法释放的能量eun-out的计算公式为：

4.根据权利要求2所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，根据电化学储能设备的损耗率来计算所述充电状态下的电化学储能节点的充电功率及所述放电状态下的电化学储能节点的放电功率。

5.根据权利要求4所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，所述电化学储能设备的损耗率包括电化学储能损耗率、站损率和站用电率。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，所述电化学储能节点放电状态下的碳排放强度计算模型为：

7.根据权利要求1～5任意一项所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法，其特征在于，不计网络损耗情况下的电网中各支路各节点的潮流分布为：

8.一种不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量装置，其特征在于，该装置包括处理器以及与处理器连接的存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的用于实现权利要求1～7任意一项所述的不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法的计算机程序。

技术总结
本发明涉及不计网损的含电化学储能设备电网的碳流计量方法及装置，属于低碳能源系统技术领域。该方法为：对于处于放电状态的电化学储能节点，获取由于电化学储能节点连接电网的端口电压跌落而使电化学储能节点未能释放的能量，将未能释放的能量纳入电化学储能节点当前时刻存储能量的计算，根据电化学储能节点当前时刻存储能量，结合电化学储能节点放电状态下的碳排放强度计算模型，计算处于放电状态的电化学储能节点的碳排放强度，进而根据该碳排放强度计算电网中各个负载节点的碳排放流。该装置包括处理器以及与处理器连接的存储器，处理器用于执行存储器中用于实现上述方法的计算机程序。本发明提高了电力系统各个节点碳排放量计算的准确性。

技术研发人员：曹宏宇,闫明文,梁言贺,刘惠颖,宫游,李琦,李兴刚,王晓宇,殷鑫,满江雪,陈月
受保护的技术使用者：国网黑龙江省电力有限公司营销服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4