参考文献:基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型研究

        之前写过一篇博客复现论文《电力系统碳排放流的计算方法初探》,那篇文章模型比较简单,没有考虑网损。
(文章复现)电力系统碳排放流的计算方法初探(含matlab代码)
今天要复现的这篇文献,考虑了功率损耗,将碳排放在用电负荷、网络损耗以及厂用电之间进行分配,具体原理如下:
一、基本原理
 
         首先, 
 注入系统碳流应为碳排放结构中的网损 
 碳排放及社会综合用电负荷碳排放两部分;且包括厂用电碳排放在内的结构成分的量纲全部对应为电力系统碳排放流率 
 。  
 
 
         其二, 
 碳流计算中 
 ,社会综合用电负荷碳排放对应的是负荷碳流 
 ;而网损碳排放指的则是系统所有支路上的功率损耗所对应的机组端碳排放流率。 
 
 
         其三,由于电力系统生产环节产生的碳排放是一个持续的过程 
 ,而模型中碳流计算的是某单位时间内的碳流率 
 。 
 所以应选取合适的时间尺度 
 ,在得到碳流率分摊结果后 
 ,乘以时间尺度后才是系统碳排放产权分摊的结果 
 。 
 需要说明的是 
 ,以下所涉及的计算量皆为一个时间段下的平均值 
 。  
 
 
         最后, 
 要计算系统中有损网络的碳流 
 ,需将支路有功功损耗等效为线路始端节点负荷后 
 ,整个系统可等效为无损网络后再进行计算 
 。等效为始端负荷是因为系统网损的功率是由发电机提供 
 , 
 系统负荷对其没有贡献 
 。 
 
1.1 计算步骤
 
         由上文可知,模型应由排放结构成分定量计算和排放归责定量计算两部分组成 
 。 其基本步骤如下 
 :  
 
 
         ① 选取合适的时间尺度 
 ;在某电网稳态下进行潮流计算 
 ,确定系统潮流分布并形成计算所需矩阵 
 , 
 并等效电网 
 ;  
 
 
         ② 确定系统所接机组的碳 排放性质及强度,形成机组碳排放注入强度矩阵 
 ;在此基础上计算系统节点 碳 势 
 ,并确定碳排放结构各成分量及电网分布 
 ;  
 
 
         ③ 基于碳流分布 算结果 
 ,根据分摊原则对系统碳排放进行定量归责 
 :计算结果中的负荷碳排放流应由系统各负荷各承担,而支路有功损耗引起的碳排放流应采用潮流追踪法计算各机组对系统网损的贡献后再进行定量分摊 
 。  
 
 
         ④ 在得到各机组电源与负荷所应分摊的碳排放流率后, 
 乘以计算前设定好的时间段 
 ,最后得到各电网各部分的碳排放产权额度。 
 
1.2 碳排放结构成分计算
 
 
 
 
 

 
 
1.3 碳排放归责计算模型
 
         在1.1计算步骤 
 中的 
 ③ 
 中 
 ,已明确系统碳排放流计算结果中负荷应该承担的碳排放 
 。 
 那么,基于碳排放结构分解的碳排放归责问题应集中在结构成分的网损碳排放分摊上 
 。根据分摊原则我们要将网损碳排放分摊给各电厂 
 。 
 在上文所述中 
 ,机组应该分摊其承担网损所对应的碳排放 
 。 
 则有 
 
 
 
 

1.4 算例介绍

二、文献中的错误分析
2.1 节点编号问题
对照MATPOWER工具箱和其他文献可知,该文献所标注的节点编号是错误的,正确编号如下:

2.2 公式(2)的错误
按照理论推导,公式(2)里的PE需要写成转置的形式。
2.3 公式(7)和(10)的错误

 
    
3运行结果与原文对比
3.1运行结果与原文的表1对比:

复现结果:



3.2运行结果与原文的表2对比:

复现结果:


3.3运行结果与原文的表3对比:

复现结果:

3.4运行结果与原文的表4对比:
 
复现结果:

完整代码获取链接:
《基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型研究》matlab代码获取方式

















