[发明专利]一种核算电力系统虚拟水传输方法及系统

说明书

本发明涉及电力系统可持续发展领域，具体公开了一种核算电力系统虚拟水传输方法及系统，首先采集各省份投入产出表、电力交易年报的电力交易数据,其次结合全生命周期和投入产出法，计算各种发电形式的耗水强度；然后统计每个省份的发电结构数据，根据发电结构数据和各种发电形式的耗水强度计算出每个省份的综合耗水强度；再将所述省份的电力交易数据，且考虑到高阶投入产出矩阵的影响，将电力交易矩阵转换为完全交易矩阵；最后将省份间的电力交易数据乘以省份的消费侧电力耗水系数，从而得到省份间电力系统的虚拟水。本发明获取数据简单，且考虑了高阶矩阵的影响，使得电力系统中虚拟水的计算更为准确，可为电力系统环境评估提供帮助。

技术领域

本发明涉及电力系统可持续发展领域，特别涉及一种核算电力系统虚拟水传输方法及系统。

背景技术

电力系统涉及的环境问题引发了越来越多的关注，例如汞排放，碳排放和水危机。其中，电力生产引发的水短缺首当其冲，已经成为实现电网可持续发展道路上的重大挑战。电力部门是第二大水消费者，其耗水量占据了全国总耗水的百分之十四。同时中国的水危机集中在干旱缺水的北方，这里的年降水量不超过四百毫升。然而，中国大部分的煤炭储存在北方，因此，电力部门于西北地区规划了大量的火电厂，火电厂的耗水加剧了当地的水危机。此外，经济发展的不平衡使得大量的电力由当地电厂生产并运输至相应的负荷中心，从而加剧了电力生产和水资源之间的不平衡分布。因此探究隐含于电力传输背后的水资源转移问题对于电力系统的可持续发展具有重要意义。

目前，存在两种核算电力系统耗水的核算方法，其一，基于自下而上的数据(全生命周期法)，核算电力生产链上的总耗水量；其二，基于自上而下的数据(投入产出法)，利用投入产出表核算电力部门的直接耗水和完全耗水。然而，全生命周期法需要自行设定边界条件，因此容易造成误差，投入产出法虽然无需设定边界条件，但是需要进行部门归算，因此会形成相应误差。同时，现有计算电力贸易虚拟水的方法中，并未考虑到电力传输背后的高阶影响，这也降低了虚拟水核算的准确度。

因此，结合全生命周期和投入产出法的优点，需要得出一种准确的计算发电耗水的方法，且同时考虑电力传输的高阶影响，从而准确计算电力系统虚拟水传输量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核算电力系统虚拟水传输方法及系统，结合了全生命周期和投入产出法的优点，并考虑了电力传输矩阵的高阶影响，使得电力系统虚拟水传输的计算更为准确，从而为电力系统可持续发展提供可靠的参考。

为实现上述目的，本发明提供了一种核算电力系统虚拟水传输方法，包括以下步骤：

S1、采集各省份投入产出表、电力交易年报的电力交易数据；

S2、采用基于投入产出和全生命周期的方法，计算每个省份各种发电形式的耗水强度；

S3、统计每个省份的发电结构数据，根据发电结构数据和所述发电形式的耗水强度，计算出每个省份的综合耗水强度；

S4、根据所述各省份的电力交易数据，基于原始电力交易矩阵，考虑到高阶投入产出矩阵的影响将原始电力交易矩阵转换为完全电力交易矩阵；

S5、将所述电力交易数据与省份的消费侧电力耗水系数相乘，求解出省份间电力系统的虚拟水。

优选的，上述技术方案中，所述S2中各种发电形式的耗水强度的数学表达式为：

WC^k＝W^k(I-A)^-1      (1)

其中，WC^k是第k种发电形式的耗水强度，W^k是第k种发电形式的直接耗水系数；A是直接消耗系数矩阵；I是单位矩阵。

优选的，上述技术方案中，所述S3中每个省份的综合耗水强度的计算公式为：