(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利1851號(72)發(fā)明人邊曉燕吳珊梁思琪尹欣宇徐波周波趙健林順富公司31225G06Q40/12(2023.G06Q50/26(2024.(56)對比文件邊曉燕.考慮源荷碳責(zé)任分?jǐn)偟男滦碗娏ο到y(tǒng)多級靈活性資源規(guī)劃.電力自動化設(shè)備.2023,第44卷(第02期),全文.權(quán)利要求書3頁說明書8頁附圖1頁一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源(57)摘要本發(fā)明涉及一種基于碳責(zé)任因子的新能源碳排放責(zé)任；步驟S2、基于碳排放流CEF模型確認(rèn)于碳排放流CEF模型追蹤碳流在電網(wǎng)中的足跡，源電力系統(tǒng)碳排放責(zé)任分?jǐn)偟暮侠砉叫裕瑧?yīng)用在資源優(yōu)化運行與配置問題中可以激勵源荷雙21.一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒?，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟S1、可再生能源機(jī)組碳排放責(zé)任分析：針對不確定性新能源導(dǎo)致的電力系統(tǒng)額外碳排放，基于碳排放流CEF模型確定可再生能源機(jī)組所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放責(zé)任；步驟S2、儲能機(jī)組碳排放責(zé)任分析：基于碳排放流CEF模型，結(jié)合儲能自身特性確定儲能所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放責(zé)任，具體為：基于儲能的源荷雙重特性，其發(fā)電碳強(qiáng)度GCI為0,儲能的充放電狀態(tài)是影響其所在節(jié)點碳勢的關(guān)鍵因素，分別確定儲能處于充電Pe,t<0、放電Pe,t>0與離網(wǎng)Pe,t=0狀態(tài)下的節(jié)點碳勢情況：1)當(dāng)儲能處于充電狀態(tài)Pe,t<0時，儲能出力為負(fù)，其潮流從節(jié)點流出，不再屬于節(jié)點有功通量，被視為負(fù)荷，即節(jié)點負(fù)荷需求增大，此時需由其他節(jié)點輸送更多的電能，因此儲能需為額外碳排放承擔(dān)部分碳排放責(zé)任；2)當(dāng)儲能處于放電狀態(tài)Pe,t>0時，被視為電源，無需承擔(dān)碳排放責(zé)任；3)當(dāng)儲能處于離網(wǎng)狀Pe,t=0態(tài)時，其所在節(jié)點碳勢僅與流入節(jié)點的支路潮流和碳流相步驟S3、確定新能源的源荷雙側(cè)碳責(zé)任因子：將新能源電力系統(tǒng)的碳排放責(zé)任合理分?jǐn)傊涟履茉丛趦?nèi)的源荷雙側(cè)，定義碳責(zé)任因子ξ表示節(jié)點所連機(jī)組與負(fù)荷需分?jǐn)偟奶忌茉磁c儲能；定義碳責(zé)任因子ξ∈[0,1]表示節(jié)點所連機(jī)組與負(fù)荷需分?jǐn)偟奶寂欧咆?zé)任；1)對于連接火電機(jī)組的節(jié)點，規(guī)定源荷各自承擔(dān)一半碳排放責(zé)任：2)對于連接新能源機(jī)組的節(jié)點，源荷各自承擔(dān)的碳責(zé)任：式中，REs,表示t時刻新能源機(jī)組碳責(zé)任因子，ξ,表示t時刻負(fù)荷碳責(zé)任因子；3)對于連接儲能的節(jié)點，源荷各自承擔(dān)的碳責(zé)任：步驟S4、基于碳責(zé)任因子，進(jìn)行新能源場景下的源荷雙側(cè)碳稅分?jǐn)偅夯谔寂欧帕鰿EF模型追蹤碳流在電網(wǎng)中的足跡，以碳責(zé)任因子反映源荷雙側(cè)碳排放責(zé)任，將源荷所承擔(dān)的32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒?，其特征在于，所述步驟S1中基于碳排放流CEF理論確定可再生能源機(jī)組所在節(jié)點的碳勢變步驟S11、采用節(jié)點碳勢作為評估節(jié)點為滿足負(fù)荷需求而引起的發(fā)電側(cè)碳排放量的指有功功率；Ps,t表示支路碳流密度，數(shù)值上等于支路s的源節(jié)點j的節(jié)點碳勢ej.t;P{為節(jié)點所連電源的有功；eGCl表示電源的發(fā)電碳強(qiáng)度GCI,由燃料的碳排放因子與消耗率確定；根據(jù)可再生能源機(jī)組的發(fā)電碳強(qiáng)度eCI=0,簡化所在節(jié)點碳勢的計算表達(dá)式：步驟S12、基于步驟S11中可再生能源機(jī)組任；由比例共享原則可知，此時新能源機(jī)組基本可以滿足負(fù)荷需電機(jī)組的碳流伴隨支路潮流流入負(fù)荷，因此為滿足負(fù)荷需求而產(chǎn)生的發(fā)電側(cè)碳排放量中，43.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒ǎ?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒ǎ?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒?，第一類?guī)定由化石燃料類電源承擔(dān)全部碳排放責(zé)任，根據(jù)電源的發(fā)電碳強(qiáng)度值計算系第二類規(guī)定由用電側(cè)承擔(dān)全部碳責(zé)任，計算負(fù)荷側(cè)應(yīng)承擔(dān)的6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒?，csarbon=acarbonZ=1∑iean[e;(§G,P?+5L,Pt)△t]7.一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機(jī)程序，其特征在5一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒夹g(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及碳排放責(zé)任分?jǐn)偧夹g(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒?。背景技術(shù)[0002]針對電力系統(tǒng)碳排放責(zé)任分?jǐn)倖栴}，當(dāng)前研究主要關(guān)注化石燃料類電源的直接碳排放責(zé)任，或?qū)⑻寂欧咆?zé)任轉(zhuǎn)移至用戶側(cè)。[0003]針對源荷共同碳責(zé)任分?jǐn)倖栴}，現(xiàn)有研究大多采用簡單的對半分?jǐn)傇瓌t，或重點從需求響應(yīng)角度考慮負(fù)荷側(cè)碳責(zé)任，發(fā)電側(cè)只考慮直接排放型火電，但在未來新型電力系統(tǒng)中，風(fēng)光等新能源的強(qiáng)不確定性與波動性可能導(dǎo)致其出力無法滿足所在節(jié)點的實時負(fù)荷需求，需由支路傳遞來自其他機(jī)組的電能，潮流傳輸過程中伴隨著碳排放流，該部分額外碳排放若完全由負(fù)荷或其他火電機(jī)組承擔(dān)則有失公平。[0004]因此，有必要深入探討新型電力系統(tǒng)中新能源機(jī)組的間接碳排放責(zé)任，研究將新能源考慮在內(nèi)的源荷碳責(zé)任共同分?jǐn)倷C(jī)制。發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供了一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒?，該方法考慮了未來高比例新能源電力系統(tǒng)中由于新能源不確定性與波動性可能導(dǎo)致的額外碳排放，基于系統(tǒng)實時潮流與碳排放流分析結(jié)果，將碳排放責(zé)任合理分?jǐn)傊涟履茉丛趦?nèi)的源荷雙側(cè)，實現(xiàn)高比例新能源電力系統(tǒng)碳排放責(zé)任分?jǐn)偟暮侠砉叫裕瑧?yīng)用在資源優(yōu)化運行與配置問題中可以激勵源荷雙側(cè)低碳減排。[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種基于碳責(zé)任因子的新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅[0008]步驟S1、可再生能源機(jī)組碳排放責(zé)任分析：針對不確定性新能源導(dǎo)致的電力系統(tǒng)額外碳排放，基于碳排放流CEF模型確定可再生能源機(jī)組所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放責(zé)任；[0009]步驟S2、儲能機(jī)組碳排放責(zé)任分析：基于碳排放流CEF模型，結(jié)合儲能自身特性確定儲能所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放責(zé)任；[0010]步驟S3、確定新能源的源荷雙側(cè)碳責(zé)任因子：將新能源電力系統(tǒng)的碳排放責(zé)任合理分?jǐn)傊涟履茉丛趦?nèi)的源荷雙側(cè)，定義碳責(zé)任因子ξ表示節(jié)點所連機(jī)組與負(fù)荷需分?jǐn)偟奶寂欧咆?zé)任；[0011]步驟S4、基于碳責(zé)任因子，進(jìn)行新能源場景下的源荷雙側(cè)碳稅分?jǐn)偅夯谔寂欧帕鰿EF模型追蹤碳流在電網(wǎng)中的足跡，以碳責(zé)任因子反映源荷雙側(cè)碳排放責(zé)任，將源荷所承擔(dān)的碳排放責(zé)任量以碳稅形式進(jìn)行分?jǐn)偂?[0012]優(yōu)選地，所述步驟S1中基于碳排放流CEF理論確定可再生能源機(jī)組所在節(jié)點的碳[0013]步驟S11、采用節(jié)點碳勢作為評估節(jié)點為滿足負(fù)荷需求而引起的發(fā)電側(cè)碳排放量節(jié)點所連電源的有功；eGC表示電源的發(fā)電碳強(qiáng)度GCI,由燃料的碳排放因子與消耗率確7[0027]基于儲能的源荷雙重特性，其發(fā)電碳強(qiáng)度GCI為0,儲能的充放電狀態(tài)是影響其所儲能需為該部分額外碳排放承擔(dān)一定碳責(zé)任；[0029]2)當(dāng)儲能處于放電狀態(tài)Pe,t>0時，被視為電[0031]優(yōu)選地，當(dāng)儲能處于充電狀態(tài)P8[0050]第二類規(guī)定由用電側(cè)承擔(dān)全部碳責(zé)任，計算負(fù)荷側(cè)應(yīng)承擔(dān)的碳稅，碳排放量與碳稅計算表達(dá)式為：[0052]優(yōu)選地，所述步驟S4中基于碳排放流CEF模型追蹤碳流在電網(wǎng)中的足跡，以碳責(zé)任因子反映源荷雙側(cè)碳排放責(zé)任，將源荷所承擔(dān)的碳排放責(zé)任量以碳稅形式進(jìn)行分?jǐn)?，計及新能源的源荷雙側(cè)碳稅計算表達(dá)式為：[0055]式中，ξG,t表示電源碳責(zé)任因子，不同類型機(jī)組的碳責(zé)任因子計算公式如式(4)、式(5)和式(7)所示；ξ,表示負(fù)荷碳責(zé)任因子；其中，不同類型機(jī)組包括火電、可再生能源或儲[0056]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)任一項所述的方法。[0057]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)任一項所述的方法。[0058]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：[0059]1)基于系統(tǒng)實時潮流與碳排放流分析結(jié)果，將碳排放責(zé)任合理分?jǐn)傊涟履茉丛趦?nèi)的源荷雙側(cè)，實現(xiàn)高比例新能源電力系統(tǒng)碳排放責(zé)任分?jǐn)偟暮侠砉叫?；[0060]2)本發(fā)明應(yīng)用在資源優(yōu)化運行與配置問題中，可以有效抑制系統(tǒng)碳排放，優(yōu)化資源配置，激勵源荷雙側(cè)低碳減排，滿足新型電力系統(tǒng)的低碳化需求，推動新能源在電力系統(tǒng)中的高度滲透。[0061]圖1為本發(fā)明的方法流程圖。[0062]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0063]本發(fā)明給出了一種考慮碳責(zé)任因子的高比例新能源電力系統(tǒng)源荷碳稅分?jǐn)偡椒ǎ摲椒òㄒ韵虏襟E：[0065]步驟2、儲能機(jī)組碳排放責(zé)任分析方法?；贑EF理論，結(jié)合儲能自身特性分析儲能所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放責(zé)任；[0066]步驟3、提出考慮新能源的源荷雙側(cè)碳責(zé)任因子。將高比例新能源電力系統(tǒng)的碳排9[0068]上述步驟1中，可再生能源機(jī)組所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放[0069]電力消費不直接產(chǎn)生碳排放，但消費側(cè)的能源需求是令源側(cè)產(chǎn)生碳排放的驅(qū)動[0071]式中，e,t表示t時刻節(jié)點i的碳勢；s∈Ω代表潮流流入節(jié)點i的支路集合；Ps,t為不存在流入節(jié)點i的支路，即沒有碳流流入節(jié)點i,該種情況下節(jié)點所連新能源無需承擔(dān)碳于其他發(fā)電機(jī)組的碳排放，節(jié)點i的碳勢不等于0,但趨近于0,該種情況下新能源也無需承[0078]上述步驟2中，儲能所在節(jié)點的碳勢變化規(guī)律及其所需承擔(dān)的碳排放責(zé)任分析過程如下：[0079]儲能具有源荷雙重特性，其GCI也為0,的關(guān)鍵因素，分別討論儲能處于充電(Pe,t<0)、放電(Pe,t>0)與離網(wǎng)(Pe,t=0)狀態(tài)下的節(jié)責(zé)任。[0083]3)當(dāng)儲能處于離網(wǎng)狀態(tài)時，其所在節(jié)點碳勢僅與流入節(jié)點的支路潮流和碳流相排放責(zé)任。11[0096]式中，ξEEs[0097]上述步驟4中，未來高比例新能源場景下考慮碳責(zé)任因子的源荷雙側(cè)碳稅分?jǐn)偡椒ň唧w如下：[0098]從征稅對象來看，目前的碳稅征收機(jī)制主要分為兩類：[0099]第一類規(guī)定由化石燃料類電源承擔(dān)全部碳排放責(zé)任，根據(jù)電源的發(fā)電碳強(qiáng)度值計算系統(tǒng)碳排放量，向發(fā)電側(cè)征收碳稅，該機(jī)制下碳稅計算公式如下所示；[0101]式中，cscarbon表示碳稅；acarbon表示第y年單位碳稅價格；表示節(jié)點i所連電源的有功；t時刻節(jié)點i的碳勢；△t為不同時間尺度；T表示周期，為24小時；Ω為節(jié)點集合；[0102]第二類規(guī)定由用電側(cè)承擔(dān)全部碳責(zé)任，計算負(fù)荷側(cè)應(yīng)承擔(dān)的碳稅，碳排放量與碳稅計算如下所示。[0104]本方法利用CEF模型追蹤碳流在電網(wǎng)中的足跡，以碳責(zé)任因子反映源荷雙側(cè)碳排放責(zé)任，將源荷所承擔(dān)的碳排放責(zé)任量以碳稅形式進(jìn)行分?jǐn)?。計及新能源的源荷雙側(cè)碳稅計算公式如下所示。[0107]式中，ξG,表示電源碳責(zé)任因子，不同類型機(jī)組(火電、可再生能源或儲能)的碳責(zé)任因子計算公式如式(4)、式(5)和式(7)所示；ξL,表示負(fù)荷碳責(zé)任因子。[0108]本發(fā)明電子設(shè)備包括中央處理單元(CPU),其可以根據(jù)存儲在只讀存儲器(ROM)中的計算機(jī)程序指令或者從存儲單元加載到隨機(jī)訪問存儲器(RAM)中的計算機(jī)程序指令，來執(zhí)行各種適當(dāng)?shù)膭幼骱吞幚?。在RAM中，還可以存儲設(shè)備操作所需的各種程序和數(shù)據(jù)。CPU、ROM以及RAM通過總線彼此相連。輸入/輸出(I/0)接口也連接至總線。[0109]設(shè)備中的多個部件連接至I/0接口，包括：輸入單元，例如鍵盤、鼠標(biāo)等；輸出單元，例如各種類型的顯示器、揚聲器等；存儲單元，例如磁盤、光盤等；以及通信單元，例如網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、無線通信收發(fā)機(jī)等。通信單元允許設(shè)備通過諸如因特網(wǎng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和/或各種電信網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備交換信息/數(shù)據(jù)。[0110]處理單元執(zhí)行上文所描述的各個方法和處理，例如方法S1～S4.例如，在一些實施例中，方法S1～S4可被實現(xiàn)為計算機(jī)軟件程序，其被有形地包含于機(jī)器可讀介質(zhì)，例如存儲單元。在一些實施例中，計算機(jī)程序的部分或者全部可以經(jīng)由ROM和/或通信單元而被載入和/或安裝到設(shè)備上。當(dāng)計算機(jī)程序加載到RAM并由CPU執(zhí)行時，可以執(zhí)行上文描述的方法S1~S4的一個或多個步驟。備選地，在其他實施例中，CPU可以通過其他任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如，借助于固件)而被配置為執(zhí)行方法S1～S4。[0111]本文中以上描述的功能可以至少部分地由一個或多個硬件邏