基于电网潮流图的碳排放流动分析系统及方法与流程

1.本发明涉及电网调度自动化技术领域，具体地指一种基于电网潮流图的碳排放流动分析系统及方法。


背景技术：

2.长期以来我国电源构成中火电装机容量的比重过高，导致电力系统成为我国碳排放量最大的行业。因此确定电力系统碳排放流动，优化调度以降低电力系统的碳排放水平，实现电力系统的低碳运行,具有重要的理论和现实意义。
3.随着全球环境保护意识的增强和低碳经济的迫切需求，电力系统中的碳排放成为了一个重要的关注点。然而，由于电力系统的复杂性，往往难以准确地确定和展示电力系统中的碳排放流动。传统的碳排放计算方法(如统计化石燃料中碳含量)往往只能获得总体的碳排放量。因此需要研究基于电网潮流图的碳排放流动确定及展示方法，有助于用户了解碳排放流向，便于用户辅助决策。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要提供一种基于电网潮流图的碳排放流动分析系统及方法，本发明帮助降低电力系统碳排放。
5.为实现此目的，本发明所设计的基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，它包括电量数据预处理模块、碳排放量计算模块、碳排放展示模块和分析模块；
6.电量数据预处理模块用于对实时采集的流经电力系统中主网架上各变电站的电量数据进行预处理；
7.碳排放量计算模块用于利用预处理后的主网架上各变电站的电量数据结合碳排放因子计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量；
8.碳排放展示模块用于将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，并将比较结果在电网潮流图上进行标注；
9.碳排放展示模块用于将主网架每个变电站的位置信息及对应的碳排放量在电网潮流图的电力系统碳排放流动路径中进行标注；
10.分析模块用于利用电网潮流图上标注的碳排放额度比较结果和电网潮流图的电力系统碳排放流动路径上标注的每个变电站的位置信息及对应的碳排放量，结合主网架各发电站发电量数据，采用关联分析方法获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系。
11.本发明的有益效果：
12.本发明通过获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系来让电网调控人员掌握碳排放趋势，以降低电力系统的碳排放。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；
14.图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
15.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
16.如图1所示基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，它包括电量数据预处理模块、碳排放量计算模块、碳排放展示模块和分析模块；
17.电量数据预处理模块用于对实时采集的流经电力系统中主网架上各变电站(节点)的电量数据(如表1所示)进行预处理；
18.碳排放量计算模块用于利用预处理后的主网架上各变电站的电量数据结合碳排放因子计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量；
19.碳排放展示模块用于将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，并将比较结果在电网潮流图上进行标注，并展示；
20.碳排放展示模块用于将主网架每个变电站的位置信息及对应的碳排放量在电网潮流图的电力系统碳排放流动路径中进行标注，并展示，从而直观展示碳排/减排情况，为调度员低碳调度提供辅助功能。本发明通过电网调度d5000系统获取网架路径，根据电量流经方向确定碳排流动路径，如表2和3所示；
21.分析模块用于利用电网潮流图上标注的碳排放额度比较结果和电网潮流图的电力系统碳排放流动路径上标注的每个变电站的位置信息及对应的碳排放量，结合主网架各发电站(所有类型的发电站)发电量数据，采用关联分析方法获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系。
22.表1主网架上各变电站的电量数据
[0023][0024]
表2潮流节点结果展示
[0025]
[0026][0027]
表3潮流线路结果展示
[0028][0029]
本发明利用电网潮流路径来确定碳排放流动的基本趋势，对碳排放量及趋势进行存储，对碳排放进行逐层细化展示，也可以根据需要进行调阅显示。
[0030]
上述技术方案中，所述预处理方式为数据清洗，数据清洗用于发现并纠正电量数据中可识别的错误，包括检查数据一致性，处理无效值和缺失值。
[0031]
上述技术方案中，所述碳排放量计算模块计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量的具体方法为：
[0032]mco2
＝ei*cef
[0033]
其中，m
co2
表示主网架上变电站i的年累碳排放量(吨)，ei表示主网架上变电站i的用电量(兆瓦时)，cef表示碳排放因子(吨/兆瓦时)，由《2019年度中国区域电网二氧化碳基准线排放因子om计算说明》中确定。
[0034]
上述技术方案中，碳排放展示模块用于将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，大于对应碳排放额度的变电站利用红色颜色编码标注为碳排放超限；小于等于对应碳排放额度的变电站利用绿色颜色编码表示标注为碳排放正常。方便调度了解碳排情况。
[0035]
上述技术方案中，当某个时间段内主网架所有变电站的碳排放量与主网架所有能源发电站发电量之间呈现反比时，调节主网架中相应火电站的工作状态，降低火力发电。一般在正午时刻满足用电量的基础上可降低火力发电，调度处可根据分析结果，调节不同时间火电厂开停机，为电力系统的低碳化发展提供了有力的支持。
[0036]
本发明根据用户输入的电力系统中主网架各个变电站的用电量数据和排放系数数据，自动进行潮流计算，并在电网潮流图上进行展示，通过对电网潮流图进行分析，可以准确地确定电力系统中的碳排放来源和流动路径，并将其以图形化的方式展示出来。在展
示过程中，用户可以通过鼠标或触摸屏对电网潮流图进行放大、缩小、拖动等操作，以便更加清晰地观察碳排放流动。
[0037]
一种基于电网潮流图的碳排放流动分析方法，如图2所示，它包括如下步骤：
[0038]
步骤1：对实时采集的流经电力系统中主网架上各变电站的电量数据进行预处理；
[0039]
步骤2：利用预处理后的主网架上各变电站的电量数据结合碳排放因子计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量；
[0040]
步骤3：将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，并将比较结果在电网潮流图上进行标注；
[0041]
步骤4：将主网架每个变电站的位置信息及对应的碳排放量在电网潮流图的电力系统碳排放流动路径中进行标注；
[0042]
步骤5：利用电网潮流图上标注的碳排放额度比较结果和电网潮流图的电力系统碳排放流动路径上标注的每个变电站的位置信息及对应的碳排放量，结合主网架各发电站发电量数据，采用关联分析方法获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系。
[0043]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
[0044]
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

技术特征：
1.一种基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，其特征在于，它包括电量数据预处理模块、碳排放量计算模块、碳排放展示模块和分析模块；电量数据预处理模块用于对实时采集的流经电力系统中主网架上各变电站的电量数据进行预处理；碳排放量计算模块用于利用预处理后的主网架上各变电站的电量数据结合碳排放因子计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量；碳排放展示模块用于将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，并将比较结果在电网潮流图上进行标注；碳排放展示模块用于将主网架每个变电站的位置信息及对应的碳排放量在电网潮流图的电力系统碳排放流动路径中进行标注；分析模块用于利用电网潮流图上标注的碳排放额度比较结果和电网潮流图的电力系统碳排放流动路径上标注的每个变电站的位置信息及对应的碳排放量，结合主网架各发电站发电量数据，采用关联分析方法获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系。2.根据权利要求1所述的基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，其特征在于：所述预处理方式为数据清洗，数据清洗用于发现并纠正电量数据中可识别的错误，包括检查数据一致性，处理无效值和缺失值。3.根据权利要求1所述的基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，其特征在于：所述碳排放量计算模块计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量的具体方法为：m
co2
＝e
i
*cef其中，m
co2
表示主网架上变电站i的年累碳排放量，e
i
表示主网架上变电站i的用电量，cef表示碳排放因子。4.根据权利要求1所述的基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，其特征在于：碳排放展示模块用于将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，大于对应碳排放额度的变电站标注为碳排放超限；小于等于对应碳排放额度的变电站标注为碳排放正常。5.根据权利要求1所述的基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，其特征在于：当某个时间段内主网架所有变电站的碳排放量与主网架所有能源发电站发电量之间呈现反比时，调节主网架中相应火电站的工作状态，降低火力发电。6.一种基于电网潮流图的碳排放流动分析方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：对实时采集的流经电力系统中主网架上各变电站的电量数据进行预处理；步骤2：利用预处理后的主网架上各变电站的电量数据结合碳排放因子计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量；步骤3：将电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量与对应的主网架变电站碳排放额度进行比较，并将比较结果在电网潮流图上进行标注；步骤4：将主网架每个变电站的位置信息及对应的碳排放量在电网潮流图的电力系统碳排放流动路径中进行标注；步骤5：利用电网潮流图上标注的碳排放额度比较结果和电网潮流图的电力系统碳排放流动路径上标注的每个变电站的位置信息及对应的碳排放量，结合主网架各发电站发电
量数据，采用关联分析方法获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系。7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于电网潮流图的碳排放流动分析系统，电量数据预处理模块对实时采集的流经电力系统中主网架上各变电站的电量数据进行预处理；碳排放量计算模块计算电网潮流图内主网架每个变电站的碳排放量；碳排放展示模块将碳排放额度比较结果在电网潮流图上进行标注；将主网架每个变电站的位置信息及对应的碳排放量在电网潮流图的电力系统碳排放流动路径中进行标注；分析模块获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系。本发明通过获取不同时间段主网架每个变电站的碳排放量与主网架各新能源发电站发电量之间的关系来让电网调控人员掌握碳排放趋势，以降低电力系统的碳排放。排放。排放。


技术研发人员：王正风 梁肖 赵福林 高卫恒 栾喜臣 马大卫 杨子 贾伟
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/10/15