Page 34 - 《中国电力》2026年第3期

2026 年 第 59 卷

∑
P g F g + P ex,in F ex,in F L, j = （7）
F S,i = （3） α k j F S,k
P g + P ex,in k∈S
式中： F ex,in （交换电量的碳排放因子）即为该联 式中： F S,k 为 1.2 中求取得到的电源节点碳排放因子。

络线所连接的无注入电源节点的碳排放因子计算
结果，即使该区域 i 的交换电量仍来自于有注入 2 考虑未上网电量的多层级碳排放因子
电源节点，仍可以递归寻找到一个确定的无注入 修正方法
电源节点作为这部分电量的源头，实现求解。这
构成了本方法分层递归的核心。 本节基于所得碳排放因子计算模型，兼顾计

1.3 负荷节点碳排放因子计算 算可行性和数据准确性的要求，将计算模型不同
对于所有被识别为负荷的节点 j，其消耗的电 程度地应用于不同电网层级，先得到仅考虑电力
能来源于系统内所有电源节点 S 的共同供给，文 交互的初始电力碳排放因子，后考虑未上网电量
中通过确定各电源节点对该负荷节点的贡献度来 进行修正。

计算其碳排放因子。功率传输分布因子（power 2.1 电网分层
transfer distribution factor，PTDF）理论可以表示电 为平衡计算精度与工程可行性，本文依据电
网中任意一条线路的潮流变化量与节点注入功率 网电压等级构建分层计算架构，并针对不同层级
变化量之间的线性关系 [28] 。该方法旨在建立负荷 网 格 特 性 实 施 差 异 化 的 碳 排 放 因 子 修 正 策 略 ，
节点消耗的功率与源头电源节点输出功率之间的 3 个 层 级 示 意 图 如 图 1 所 示 。 省 级 层 级 （ 500 kV
映射关系，规避复杂的潮流追踪，实现功率来源 主网）构成跨区域电能输送的顶层网架，具有节
的物理分配。对于一个 n 节点电网，PTDF 矩阵为 点稀疏、潮流水平高、网络结构明晰的特点，主
n*n 大小，K 为电源节点数，J 为负荷节点数；其中 要承担大容量远距离输电功能，是连接区域电网
元素 ϕ k→ j 表示：当电源节点 k 注入 1 单位功率且 的核心主干通道；地市级层级（220 kV 电网）作
平衡机吸收该功率时，负荷节点 j 所在线路实际 为承上启下的关键枢纽，直接由省级网络供电。
获得的功率比例。n 节点的 PTDF 矩阵通用形式为 其节点规模显著扩大，网络结构呈现网状互联与
 
 ϕ 1→1 ϕ 1→2 ··· ϕ 1→n  树状辐射并存的混合特征，节点间功率交互复杂
 
 
 
 ϕ 2→1 ϕ 2→2 ··· ϕ 2→n  
 及 以 下 配
  （4） 度 显 著 提 升 ； 终 端 用 户 层 级 （ 110 kV
ϕ =  
 
 ··· ··· ··· ··· 
 
 
  网 ） 作 为 电 网 末 端 负 荷 接 入 点 ， 直 接 服 务 于 用
ϕ n→1 ϕ n→2 ··· ϕ n→n
户，具有海量节点广域分布、拓扑高度辐射化的
由于电网中负荷节点功率由所有电源节点提
典型特征，其规模性与结构复杂度导致精细化计
供，可建立对应关系为
算存在困难。
∑
P L, j = a k j P g,k （5）
k∈S
式中：S 为电网电源节点的集合； α k j 是 节点 j 的
功率中来源于电源节点 k 的比例系数，可通过 PTDF 省级电网；
计算为 地市级电网；
φ k→ j
α k j = ∑ （6） 终端产消主体
φ m→j
m∈S
由于原始 PTDF 反映的是增量关系，须通过
归一化处理，确保 Σα k j = 1。 图 1 电网分层示意
Fig. 1 Layered schematic of the power grid
根据碳排放与潮流的依附关系，负荷节点 j
的碳排放因子 F L, j 等于所有为其供电的电源节点 k 2.2 不同层级初始电力碳排放因子的计算方法

的碳排放因子 F S,k 基于功率分配系数 α k j 的加权平 2.2.1 省级节点初始电力碳排放因子计算
均值，即 基于电量平衡原则，综合考虑目标省从相邻

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