(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211165957.2 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司宁波供电 公司 地址 315000 浙江省宁波市海曙区丽园北 路1408号 (72)发明人 赵纪宗　金迪　胡旭波　雷俊　 毛倩倩　何战勇　徐泽华　钟良亮　 戴晓红　杨志义　邵栋栋　彭珊　 朱健泉　王元凯　孙晨航　乌宏敏　 童金聪　韩玮　张能　吴聪　仇钧　 杨跃平　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 戴棋钦(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 涉及园区级综合能源系统源网荷碳排放模 型的构建方法 (57)摘要 本发明涉及园区级综合能源系统源网荷碳 排放模型的构建方法， 通过采用Aspen  Plus化工 软件对燃煤电厂工业生产运行全过程进行精细 化仿真建模， 并利用DBN神经网络进行训练， 可得 到火电厂煤炭输入量与二氧化碳等温室气体排 放量之间确定关系， 提高燃煤电厂碳排放量核算 准确性提高。 同时利用碳排放流理论， 将线路网 络损耗造成的碳排放 以及含分布式电源的配电 网中碳排放随电力潮流迭代至电力消费终端进 行归算。 本发 明针对涉及园区级综合能源系统源 网荷碳排放模 型构建技术， 利用采用帝国竞争算 法进行优化， 加快计算速度， 提高了全局寻优的 效果， 避免了模型计算早熟以及局部收敛的缺 点。 权利要求书7页 说明书19页 附图3页 CN 115238597 A 2022.10.25 CN 115238597 A 1.一种涉及园区级综合能源系统源网荷碳排放模型的构建方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 步骤1） 获取燃煤电厂中的燃煤发电机组的设计参数， 采用Asp en Plus软件对燃煤电厂 进行全环 节的模拟仿真， 得到 燃煤电厂生产数据； 步骤2） 利用DBN神经网络对步骤1） 中得到的燃煤电厂生产数据进行训练， 得出燃煤电 厂化石燃料输入电量、 输出电量及碳 排放数据； 步骤3） 基于复功率追踪的网络损耗分摊方法， 将经过步骤2） 计算得出的燃煤电厂中的 源侧燃煤电厂的输出电量与碳排放数据输入构建的复功 率潮流追踪模型中， 构建复功率潮 流追踪模型， 对电力网络损耗进行责任分摊， 计算由于线路网络损耗造成的电力用户侧 碳 排放； 步骤4） 基于碳排放流理论， 构建碳流追踪模型， 将步骤3） 中计及网络损耗产生的碳排 放从发、 输电环节转移至电力用户侧进行计算， 计算出计及 网络损耗情况下基于复功率追 踪的全网碳 流； 步骤5） 基于碳排放流理论， 将涉及园区级综合能源的电力消费用户视为配电系统中的 一个节点， 参与全域碳流计算， 根据已知的系统潮流分布得到节点 实时碳势， 实现电力生产 与传输过程中产生的碳 排放在荷侧的分摊计算； 步骤6） 基于温室气体种类， 明确涉及综合能源的园区碳 排放核算要素； 步骤7） 根据步骤5） 中得到的归算至荷侧的碳排放和步骤6） 中明确的园区碳排放核算 要素， 采用清单分析法、 投入产出分析法和生态网络 分析法建立园区碳排放核算方法框架， 即可得到涉及园区级综合能源系统源网荷碳 排放模型； 步骤8） 采用帝国竞争算法对步骤7） 建立的涉及园区级综合能源系统源网荷全链碳排 放模型进行优化， 得到优化的涉及园区级综合能源系统源网荷全链碳 排放模型。 2.根据权利要求1所述的涉及园区级综合能源系统源网荷碳排放模型的构建方法， 其 特征在于， 所述步骤1） 中的所述燃煤发电机组的设计参数包括： 主蒸汽温度、 压力， 再热蒸 汽温度， 凝汽器背压， 各级抽气压力。 3.根据权利要求1所述的涉及园区级综合能源系统源网荷碳排放模型的构建方法， 其 特征在于， 所述步骤2） 中的所述训练分为两个阶段， 第一阶段是无监督预训练， 将网络参数 在参数空间中向更好的方向移动， 所述第一阶段采用贪婪的分层训练方案， 使RBMs表示的 概率分布函数与输入数据吻合， 采用梯度上升 法对每个RBM进 行训练， 将初始随机加权参数 迭代地引入最优解； 所述第一阶段的训练完成后， 在训练的第二 阶段使用传统的有监督反 向传播算法， 将实际输出和网络 输出之间的均方误差降至最低， 以微调加权参数。 4.根据权利要求1所述的涉及园区级综合能源系统源网荷碳排放模型的构建方法， 其 特征在于， 所述 步骤3） 中进一 步包括： 假设电网中有 n个节点，m条支路， 按在支路中间增加一个虚拟节点的方法处理成无损 网后共有( n+m)个节点， 虚拟节点的编号分别 为n+1,n+2,…,n+m； 同时， 将全网潮流变为以 有功功率流向为参考方向的顺流网络； 当出现潮流有功功率与无功功率正方向不同情况 时， 以有功功率正方向来定义节点注入潮流； 此时追踪结果中可能出现无功功率分配为负 值的情况， 但是 由于系统碳流最终只与有功功率分配有关， 所以在保证有功功率为正的前 提下， 此时线路有功和无功 功率不同向并不会影响碳 流计算结果；权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115238597 A 2定义流过节点的总潮流 为： 式中 表示所述流过节点的总潮流， 表示为节点的入线集； 为节点i发电机注入的 复功率； 是线路j‑i复功率潮流； 在节点j处， 可以表示 为： ； 这样， 上式变为： 即： 或 ； 式中： 表示流过所述节点j的潮流， 为 的回溯矩阵； S为流经网络各节 点总复功率潮流的向量； 为网络各发电节点注入的复功率向量； 矩阵 中的元素为： 矩阵 是一个稀疏、 非对称阵， 如果 可逆， 则定义复功率追踪系数矩阵为： 则节点功率与发电机出力间通过 构建等式关系： 式中：S为节点注入功率向量； 对于任意线路i ‑j上的潮流， 电源k 提供的功率 为： 式中： 为任意线路 i‑j上电源k提供的功率； 为任意线路 i‑j上的潮流功率； 为节 点i注入功率； 为 的回溯矩阵的逆矩阵； 为电源k处发电机的注入功率； 对于任意节点 i的负荷 ， 电源k提供的功率 为： 式中： 为任意节点 i的负荷 电源k提供的功率； 为任意节点 i的负荷； 为节点i 注入功率； 为 的回溯矩阵的逆矩阵； 为电源k处发电机的注入功率。 5.根据权利要求1所述的涉及园区级综合能源系统源网荷碳排放模型的构建方法， 其 特征在于， 所述 步骤4） 中进一 步包括： 系统共有 N个电源， 对 任意线路 i‑j上的潮流， 电源 k产生的碳 排放量为： 式中： 为任意线路 i‑j上的潮流电源 k产生的碳排放量； 为任意线路 i‑j上电源k提 供的功率； 为电源k处发电机产生的碳排放量； 为任意线路 i‑j上的潮流功率； 为节权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115238597 A 3