- 文献综述（或调研报告）：
- 引言
当今世界，温室气体排放的问题越来越严重，新能源得不到很好的消纳的情况也日益严重，如何更好地实现节能减排变得无比重要。仅从发电机供应侧入手所产生的节能减排效果比较有限，所以还需要在需求侧做出一些改变。而国家电网所推广的“电能替代”项目是从需求侧实施节能减排措施的一个重要举措[1]。选取“电能替代”项目中的典型例子——电动汽车作为研究对象，建立广义节能下的电能替代节能减排指标，评估与传统燃油汽车相比，电动汽车节能多少、减排多少。建立合适的模型，为国家今后更好地推动“电能替代”项目、更好地落实节能减排任务提供具体量化评估方法。而为评估电动汽车的节能减排效果，需要对电动汽车的供电来源进行追踪，追踪至每一发电机组，从而明确每一发电机组的能耗量与排放量。
- 电能替代与电动汽车
电能替代即“以电代煤、以电代油、电从远方来、来的是清洁电”的发展战略，电动汽车、船舶岸电、电锅炉等都属于典型电能替代项目。采用电能替代项目不仅可以减少温室气体的排放，更能促进新能源的消纳和节约能源。在文献[1]提到的新疆风电电蓄热供暖项目中，合理利用间风电，采用“移峰填谷”的方法，既可以减少二氧化碳的排放，又能够大大促进风能的消纳。
作为“以电代油”的主要途径之一的电动汽车[10]，近几年来开始进入中国大众的视野，它在美国和日本等国家的应用中很好地体现了它在节能减排方面的作用[11]。文献[11]通过对德国、新西兰和法国等国家的研究发现，这些国家对电动汽车的使用和推广都对他们减少温室气体的排放产生了正向的影响。推广电动汽车是实施“以电代油”的主要途径，可以节约石油能源。近年来，我国国内也出台了不少政策鼓励推动电动汽车的发展与普及。电动汽车的种类包括：纯电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车、插电式混合动力汽车（PHEV）等[10][14]。电动汽车具有零排放、能源利用效率高、结构简单、噪音小和平抑电网峰谷差等优点。电动汽车由电力驱动，在行驶过程中不会排放温室气体，即使电力是由消耗化石燃料的火力电发电厂提供的，根据电动汽车消耗电力所折算的火力发电氮氧化物排放量，也不及同类型汽油车的10%[10]。除此以外，电动汽车的电池能量有80%以上可以由电动机转化为汽车的动力，效率比一般的内燃机要高。
所以可以看出，与传统的燃油汽车相比，电动汽车以电能驱动汽车；而发电的途径有许多，除了使用最广泛的燃煤发电以外，还有燃气发电、水力发电以及风能发电、核能发电、潮汐发电等一系列新能源发电方式，大大促进了新能源的利用和消纳，且水力发电和风能发电等发电方式是没有温室气体排放的，对比燃油汽车的废气排放，更多的采用新能源发电方式可以正向促进减排，对环境改善可以起到很好的推动作用；而且电动汽车的电池转化效率相比燃油汽车的内燃机要高很多，减少了转化过程中的能量损耗。
- 潮流与碳流
首先要先进行潮流计算，文献[19]和[20]分别对不同的IEEE算例进行了潮流计算。潮流计算完毕后，可得到具体节点和具体线路的潮流分布，为比较电动汽车与传统燃油汽车的耗能和减排效果，需要对电动汽车的电量来源进行追踪，即需要明确负荷由哪些发电机供电，每一台发电机提供了多少的电量，为此需要进行潮流追踪[4]。文献[17]和[18]提出了潮流跟踪的基本思想。文献[4]建立了潮流追踪物理属性约束和决策约束，通过设立目标函数的方法来进行潮流跟踪。文献[8]定义了“虚拟功率流”，即通过一条线路的实际功率可以表示为由不同的发电机引起的功率流之和，而这些功率流可视为实际潮流的组成部分，再利用叠加定理和近似计算从电源到负载的虚拟功率流。文献[6]基于复比例共享原则建立了潮流追踪模型，而文献[9]的基本原理是基尔霍夫原理和比例共享原理。潮流追踪基本在比例共享原则的基础上建立追踪模型。文献[7]和[21]都是以比例共享原则为基础，建立了潮流追踪模型。
可以发现，比例共享原则是大多数潮流跟踪模型建立的基础。比例共享原则，即注入电流（功率）在某一节点各出线的分量与相应出线电流（功率）占总输出电流（功率）的分量成比例[9]。
假设网络有个节点，条支路，个碳源和个碳荷，用表示碳源的输出，表示碳荷的输入。根据比例共享原则，节点方程均为线性，那么可以确定和之间的关系为：
(1)潮流追踪的关键点就是要求出矩阵。对于无损网络而言，可以直接求出：
其中：表示节点有功总输出。
