本發(fā)明屬于碳排放計(jì)量，尤其涉及一種基于營(yíng)配融合數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放計(jì)量方法。

背景技術(shù)：

1、電力行業(yè)需要協(xié)同考慮“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)碳排放相關(guān)問(wèn)題，但目前的電力系統(tǒng)通過(guò)碳核查確定相關(guān)單位碳排放量，缺乏計(jì)量支撐，存在諸多問(wèn)題。

2、隨著電力市場(chǎng)交易和綠電綠證交易規(guī)模的穩(wěn)步擴(kuò)大，構(gòu)建一種基于電力交易和輸配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等營(yíng)配融合大數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放計(jì)量方法，實(shí)現(xiàn)用電行為的碳排放精準(zhǔn)計(jì)量，將為電力行業(yè)推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供支撐。

3、當(dāng)前電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量主要有三種方法：基于區(qū)域電力碳排放平均因子、基于電力潮流計(jì)算和基于電力交易流。基于區(qū)域電力碳排放平均因子的方法：該方法通常采用相關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)發(fā)布的區(qū)域平均碳排放因子，但數(shù)據(jù)更新較慢，只能反映大區(qū)域的平均水平，無(wú)法反映區(qū)域內(nèi)的差異。基于電力潮流計(jì)算的方法：通過(guò)模擬電網(wǎng)中的電力流動(dòng)，可以更精確地計(jì)算各區(qū)域的碳排放，時(shí)效性也更強(qiáng)。然而，這種方法計(jì)算復(fù)雜度較高，尤其在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下。此外，該方法基于“比例共享”原則，難以準(zhǔn)確反映電力用戶與用電屬性的實(shí)際耦合關(guān)系，不利于綠電交易，例如，距離火力發(fā)電廠較近的用電企業(yè)并不能保證一定能享受到綠電?；陔娏灰椎姆椒ǎ和ㄟ^(guò)分析電力用戶與發(fā)電企業(yè)的交易合同，可以準(zhǔn)確地確定電力來(lái)源，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳排放的精確計(jì)量。為此提出一種基于營(yíng)配融合數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放計(jì)量方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于營(yíng)配融合數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放計(jì)量方法，旨在解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于營(yíng)配融合數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放計(jì)量方法，包括以下步驟：

4、步驟s1、對(duì)納入碳排放計(jì)量的發(fā)電企業(yè)或網(wǎng)外購(gòu)電，采集發(fā)電側(cè)或流入網(wǎng)內(nèi)的電力動(dòng)態(tài)碳排放數(shù)據(jù)；

5、步驟s2、根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的輸變配電網(wǎng)損率、儲(chǔ)能損率或外送電量計(jì)算電力傳輸損耗、儲(chǔ)能損耗或流入網(wǎng)外的外送電力；

6、步驟s3、根據(jù)電力交易和輸配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，將電力用戶的用電量與發(fā)電企業(yè)的發(fā)電量按照電力交易合約進(jìn)行分類，按照輸配電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電力生產(chǎn)與使用匹配；

7、步驟s4、基于電力類型和生產(chǎn)使用關(guān)系，結(jié)合發(fā)電側(cè)或入網(wǎng)電力的碳排放強(qiáng)度，計(jì)算電力系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的度電碳排放因子。

8、進(jìn)一步的，所述步驟1的具體步驟如下：

9、步驟11、發(fā)電過(guò)程碳排放計(jì)算：根據(jù)各發(fā)電廠的燃料使用和實(shí)時(shí)上網(wǎng)電量來(lái)計(jì)算碳排放量；

10、步驟12、綠色電力碳排放核算：在生產(chǎn)電力的過(guò)程中，綠電的二氧化碳排放量為零或趨近于零；

11、步驟13、網(wǎng)外購(gòu)電碳排放核算：對(duì)于購(gòu)入使用電力產(chǎn)生的二氧化碳排放，采用下式計(jì)算：

12、e電＝ad電×ef電；

13、其中e電為購(gòu)入使用電力產(chǎn)生的排放量；ad電為購(gòu)入使用電量；ef電為電網(wǎng)排放因子；電網(wǎng)排放因子采用相關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)最新發(fā)布的數(shù)值；購(gòu)入使用電量按以下優(yōu)先序獲取：a.根據(jù)電表記錄的讀數(shù)統(tǒng)計(jì)；b.供應(yīng)商提供的電費(fèi)結(jié)算憑證上的數(shù)據(jù)。

14、進(jìn)一步的，所述步驟11的具體步驟如下：

15、a.核算邊界確定：核算邊界為發(fā)電設(shè)施；

16、b.排放源確定：火力發(fā)電設(shè)施溫室氣體排放核算范圍為化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放；

17、c.計(jì)算方法：化石燃料燃燒排放量是統(tǒng)計(jì)期內(nèi)發(fā)電設(shè)施各種化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量的加和；

18、對(duì)于開(kāi)展元素碳實(shí)測(cè)，采用下式計(jì)算化石燃料燃燒的排放量：

19、

20、其中e燃燒為化石燃料燃燒的排放量；fci為第i種化石燃料的消耗量；car,i為第i種化石燃料的收到基元素碳含量；ofi為第i種化石燃料的碳氧化率；為二氧化碳與碳的相對(duì)分子質(zhì)量之比；i為化石燃料種類代號(hào)；

21、對(duì)于開(kāi)展燃煤元素碳實(shí)測(cè)，采用下式計(jì)算收到基元素碳含量：

22、

23、其中car為收到基元素碳含量；cad為空氣干燥基元素碳含量；cd為干燥基元素碳含量；mar為收到基水分，采用重點(diǎn)排放單位測(cè)量值；mad為空氣干燥基水分，采用檢測(cè)樣品數(shù)值；

24、對(duì)于未開(kāi)展元素碳實(shí)測(cè)，采用下式計(jì)算收到基元素碳含量：

25、car,i＝ncvar,i×cci；

26、其中car,i為第i種化石燃料的收到基元素碳含量；ncvar,i為第i種化石燃料的收到基低位發(fā)熱量；cci為第i種化石燃料的單位熱值含碳量；

27、對(duì)于摻燒生物質(zhì)，采用下式計(jì)算熱量占比：

28、

29、其中pbiomass為機(jī)組的生物質(zhì)摻燒熱量占機(jī)組總?cè)剂蠠崃康谋壤?；qcr為鍋爐產(chǎn)熱量；ηgl為鍋爐效率；fci為第i種化石燃料的消耗量；ncvar,i為第i種化石燃料的收到基低位發(fā)熱量；

30、采用下式排除產(chǎn)熱用的碳排放量，計(jì)算用于發(fā)電的燃煤消耗碳排放量：

31、e電＝e總-e熱；

32、其中e電表示僅用于發(fā)電的碳排放量；e總表示發(fā)電廠整體產(chǎn)生的碳排放量；e熱表示僅用于產(chǎn)熱的碳排放量；

33、采用如下公式對(duì)每度電所產(chǎn)生的碳排放量進(jìn)行計(jì)算：

34、

35、其中：

36、

37、其中co2ele為僅來(lái)自產(chǎn)電的發(fā)電廠co2排放量；co2chp為來(lái)自電熱聯(lián)產(chǎn)的電廠的co2排放量；ownuse為來(lái)自產(chǎn)電、電熱聯(lián)產(chǎn)、產(chǎn)熱的電廠的co2排放量；elout為產(chǎn)電、電熱聯(lián)產(chǎn)的電廠產(chǎn)生的總電量；eloutele為僅產(chǎn)電的電廠產(chǎn)生的電量；eloutchp為電熱聯(lián)產(chǎn)的電廠產(chǎn)生的電量；heout為來(lái)自電熱聯(lián)產(chǎn)、產(chǎn)熱的電廠產(chǎn)生的總熱量；heoutchp為來(lái)自電熱聯(lián)產(chǎn)的電廠產(chǎn)生的總熱量；chpin為電熱聯(lián)產(chǎn)的電廠所輸入的能源量；effheat為產(chǎn)熱效率；

38、d.數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與獲?。喝济合牧?jī)?yōu)先采用經(jīng)校驗(yàn)合格后的皮帶秤或耐壓式計(jì)量給煤機(jī)的入爐煤測(cè)量結(jié)果，采用生產(chǎn)系統(tǒng)記錄的計(jì)量數(shù)據(jù)；燃油、燃?xì)庀牧績(jī)?yōu)先采用每月連續(xù)測(cè)量結(jié)果。

39、進(jìn)一步的，所述步驟s2的具體步驟如下：

40、步驟s21、計(jì)算電力傳輸損耗：根據(jù)電網(wǎng)輸變配電網(wǎng)損率計(jì)算電力損耗，通過(guò)統(tǒng)計(jì)電廠企業(yè)輸出至網(wǎng)絡(luò)的電量與用電側(cè)輸入的電量差值來(lái)統(tǒng)計(jì)得到整體的網(wǎng)損率數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)輸送間損耗通過(guò)輸配電設(shè)施節(jié)點(diǎn)間輸出和輸入電量的差值求得；

41、步驟s22、計(jì)算儲(chǔ)能損耗：獲取實(shí)時(shí)電功率信息，在考慮損耗的情況下計(jì)量充電過(guò)程中流入雙向系統(tǒng)的累計(jì)電量與轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)內(nèi)的碳排放責(zé)任；計(jì)量能量?jī)?chǔ)存和自身用能過(guò)程中消耗的累計(jì)電量以及與電量對(duì)應(yīng)的碳排放責(zé)任；在考慮損耗的情況下計(jì)量放電過(guò)程中流出雙向系統(tǒng)的累計(jì)電量以及與電量對(duì)應(yīng)的碳排放責(zé)任；明確電力儲(chǔ)能所存儲(chǔ)的電來(lái)源，并考慮電力轉(zhuǎn)換效率的損失，損失的電量由儲(chǔ)電側(cè)自身承擔(dān)；若存在反向充電入電網(wǎng)的情形，統(tǒng)計(jì)充入的電量，于充放電損耗的過(guò)程中扣減充入的電量；

42、步驟s23、計(jì)算流入網(wǎng)外的外送電力：用電側(cè)的電網(wǎng)電力消納包括直接消納、網(wǎng)外售電兩種形式；

43、若采用直接消納形式，由使用電能的用電側(cè)承擔(dān)對(duì)應(yīng)電量的碳排放責(zé)任，即由發(fā)電廠產(chǎn)生的碳排放總量減去傳輸過(guò)程的損耗碳排放，最終到達(dá)用電側(cè)的電量來(lái)統(tǒng)計(jì)得到對(duì)應(yīng)的電量碳排放；

44、若采用網(wǎng)外售電形式，將售出的電量按對(duì)應(yīng)的度電碳排放因子折算，計(jì)算得出碳排放量，并將碳排放責(zé)任轉(zhuǎn)移至使用此部分電量的單位。

45、進(jìn)一步的，所述步驟s4中，通過(guò)模擬火電交易、綠電交易以及混合電力場(chǎng)景，并基于電網(wǎng)營(yíng)配融合數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算度電碳排放因子，將度電碳排放因子乘以各部分配電網(wǎng)實(shí)時(shí)量測(cè)電表數(shù)據(jù)，折算出相應(yīng)的電力消費(fèi)所帶來(lái)的實(shí)際碳排放量；碳排放因子體現(xiàn)用電側(cè)使用的每度電里所隱含的碳排放強(qiáng)度。

46、進(jìn)一步的，所述火電交易場(chǎng)景中，用電側(cè)或儲(chǔ)能側(cè)通過(guò)電力交易直接向電網(wǎng)購(gòu)買特定發(fā)電廠電能，特定發(fā)電廠電能通過(guò)電網(wǎng)特定線路進(jìn)入外網(wǎng)或用電側(cè)；

47、若輸配電過(guò)程無(wú)額外損耗，電量進(jìn)入外網(wǎng)或用電側(cè)的度電碳排放因子按照特定發(fā)電廠的碳排放量除以售電量計(jì)算獲得，計(jì)算公式為：

48、

49、其中c源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量；el源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠總發(fā)電量；c源僅計(jì)算用于發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量；若發(fā)電側(cè)采用網(wǎng)外購(gòu)電形式，將購(gòu)電的電量納入計(jì)算，并采用購(gòu)入電量乘以購(gòu)入的碳排放因子得到購(gòu)電的碳排放量，加總計(jì)入發(fā)電廠產(chǎn)生的碳排放總量；

50、若考慮輸電線路過(guò)程中產(chǎn)生的電量損耗，則對(duì)實(shí)際入網(wǎng)或用電的電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)扣減輸配電過(guò)程產(chǎn)生的電量損耗，得到實(shí)際用電側(cè)使用的電量，即根據(jù)實(shí)際使用電量來(lái)計(jì)算碳排放因子，計(jì)算公式為：

51、

52、其中c源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量；el用為一段時(shí)間內(nèi)用電側(cè)表具實(shí)際測(cè)量電量；

53、過(guò)程損耗的電量通過(guò)電廠輸入電網(wǎng)的計(jì)量減去用電側(cè)表具計(jì)量得到，差值乘以碳排放因子即為輸電過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放損耗；

54、e損＝(el源-el用)*ef電；

55、其中e損為輸電過(guò)程損耗產(chǎn)生的碳排放量。

56、進(jìn)一步的，所述綠電交易場(chǎng)景中，用電側(cè)或儲(chǔ)能側(cè)通過(guò)電力交易直接向電網(wǎng)購(gòu)買綠電，碳排放因子計(jì)算公式為：

57、

58、其中c源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量；el源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠總發(fā)電量；el綠為一段時(shí)間內(nèi)電力交易購(gòu)入的綠電電量；el損為一段時(shí)間內(nèi)輸電過(guò)程損耗的電量；el用為一段時(shí)間內(nèi)用電側(cè)表具實(shí)際測(cè)量電量。

59、進(jìn)一步的，所述混合電力場(chǎng)景中，碳排放因子計(jì)算公式為：

60、

61、其中c源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量；el源為一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電廠總發(fā)電量；elin為一段時(shí)間內(nèi)電力交易購(gòu)入的電量，包括綠電交易及反向充電入網(wǎng)的電量；elout為一段時(shí)間內(nèi)所有環(huán)節(jié)向網(wǎng)外售出的電量；el損為一段時(shí)間內(nèi)輸電過(guò)程損耗的電量，包括輸配電線路損耗及儲(chǔ)能電站轉(zhuǎn)換電能損耗；el用為一段時(shí)間內(nèi)用電側(cè)表具實(shí)際測(cè)量電量。

62、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

63、該基于營(yíng)配融合數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)碳排放計(jì)量方法主要適用于電力市場(chǎng)化程度較高且營(yíng)配數(shù)據(jù)較為完善的區(qū)域電力系統(tǒng)。該方法能夠快速、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)碳排放計(jì)量目標(biāo)，為電力系統(tǒng)碳核查工作提供準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，助力碳市場(chǎng)和電力市場(chǎng)交易聯(lián)動(dòng)和權(quán)益統(tǒng)一，幫助用電側(cè)了解碳排放強(qiáng)度，引導(dǎo)用電側(cè)節(jié)能減排。