本發(fā)明涉及碳排放，尤其是涉及一種面向城市級(jí)電力系統(tǒng)的碳核算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、城市作為溫室氣體的主要排放源，最終將直接影響區(qū)域的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在通常從源側(cè)直接碳排放和荷側(cè)的間接碳排放兩維度計(jì)算，得到電力系統(tǒng)的碳排放量。具體為：

2、1)直接碳排放量主要采用宏觀統(tǒng)計(jì)法測(cè)算得到。根據(jù)全年、全省/大區(qū)的發(fā)電總?cè)剂舷膿Q算得到總碳排放量。

3、2)間接碳排放量主要采用平均碳排放因子法測(cè)算得到。根據(jù)省級(jí)或大區(qū)電網(wǎng)級(jí)全年平均碳排放因子與用電量得到用戶的用電間接碳排放量。

4、然而現(xiàn)有技術(shù)對(duì)碳排放的核算方法，存在以下方面的問(wèn)題：

5、1)不全面

6、現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行碳核算時(shí)，主要核算源側(cè)發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量級(jí)荷側(cè)用電產(chǎn)生的碳排放量，往往忽視網(wǎng)側(cè)電力傳輸過(guò)程中電力損耗產(chǎn)生的碳排放量。特別是近些年新型城市電力系統(tǒng)的發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)在城市級(jí)電力系統(tǒng)應(yīng)用逐漸深入，儲(chǔ)能充放電過(guò)程中電力損耗產(chǎn)生的碳排放也不容忽視。

7、2)不精準(zhǔn)

8、目前碳核算工作多數(shù)借鑒政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(ipcc)核算方法與準(zhǔn)則，但各地的實(shí)際條件不同造成其針對(duì)性和精確性較差。且目前公布的電力系統(tǒng)平均碳排放因子分為全國(guó)水平、區(qū)域水平及省級(jí)水平，碳排放因子細(xì)粒度不夠。由于每個(gè)城市的電力系統(tǒng)組成及應(yīng)用情況不一樣，通過(guò)省級(jí)碳排放因子將無(wú)法精準(zhǔn)核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的碳排放。

9、3)時(shí)效性差

10、無(wú)論是直接碳排放量還是間接碳排放量，都是利用統(tǒng)計(jì)方法測(cè)算得到。國(guó)家每年會(huì)公布一次碳排放因子，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)加速，新能源發(fā)展迅速，能源組成也在快速變化，顯然采用一年一公布的碳排放因子以不能及時(shí)反映碳排放的實(shí)時(shí)情況。

11、所以，目前缺少針對(duì)城市級(jí)電力系統(tǒng)的一個(gè)全面、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的碳排放的計(jì)量方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種覆蓋全面的面向城市級(jí)電力系統(tǒng)的碳核算方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、一種面向城市級(jí)電力系統(tǒng)的碳核算方法，包括以下步驟：

4、獲取城市級(jí)電力系統(tǒng)分別在源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、荷側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

5、基于源側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的源側(cè)碳排放，其中在核算過(guò)程中引入實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的碳排放因子進(jìn)行核算；

6、基于網(wǎng)側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，考慮源側(cè)到荷側(cè)的傳輸過(guò)程中網(wǎng)損理論，結(jié)合所述源側(cè)碳排放核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)碳排放；

7、基于荷側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合所述源側(cè)碳排放，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的荷側(cè)碳排放；

8、基于儲(chǔ)能側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，考慮儲(chǔ)能側(cè)的有功損耗，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能側(cè)碳排放；

9、基于所述源側(cè)碳排放、網(wǎng)側(cè)碳排放、荷側(cè)碳排放和儲(chǔ)能側(cè)碳排放，得到城市級(jí)電力系統(tǒng)的總碳排放。

10、進(jìn)一步地，所述源側(cè)碳排放包括三部分，分別為城市所有自發(fā)電產(chǎn)生的碳排放、城市外部購(gòu)入電產(chǎn)生的碳排放以及向其他城市輸出電產(chǎn)生的碳排放，所述源側(cè)碳排放的核算表達(dá)式為：

11、egt＝egin,t+egex,t-egsl,t

12、式中，egt為源側(cè)碳排放，egin,t為城市所有自發(fā)電產(chǎn)生的碳排放，egex,t為城市外部購(gòu)入電產(chǎn)生的碳排放，egsl,t為向其他城市輸出電產(chǎn)生的碳排放。

13、進(jìn)一步地，所述城市所有自發(fā)電產(chǎn)生的碳排放的核算表達(dá)式為：

14、

15、式中，egin,t為城市所有自發(fā)電產(chǎn)生的碳排放，為火力發(fā)電廠k在一段時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的碳排放，k為城市級(jí)電力系統(tǒng)內(nèi)的火力發(fā)電廠總數(shù)，i表示t時(shí)間段內(nèi)該電廠燃燒的化石燃料數(shù)，i表示化石燃料種類，表示t時(shí)間段內(nèi)該電廠平均燃燒的化石燃料i的質(zhì)量，δi表示化石燃料i的碳排放因子。

16、進(jìn)一步地，所述城市外部購(gòu)入電產(chǎn)生的碳排放的核算表達(dá)式為：

17、

18、式中，egex,t為城市外部購(gòu)入電產(chǎn)生的碳排放，為t時(shí)間段內(nèi)購(gòu)買的每個(gè)外部電力電量，αn為每個(gè)外部購(gòu)買電力所在的省級(jí)排放因子，n為城市級(jí)電力系統(tǒng)存在的外部購(gòu)買電力總數(shù)。

19、進(jìn)一步地，所述向其他城市輸出電產(chǎn)生的碳排放的核算表達(dá)式為：

20、egsl,t＝ptβt

21、

22、式中，egsl,t為向其他城市輸出電產(chǎn)生的碳排放，pt為對(duì)其他城市的輸出電力，βt為t時(shí)間段內(nèi)城市電力系統(tǒng)綜合碳排放因子，egin,t為t時(shí)間段內(nèi)城市所有自發(fā)電產(chǎn)生的碳排放，egex,t為t時(shí)間段內(nèi)城市外部購(gòu)入電產(chǎn)生的碳排放，δqt為t時(shí)間段內(nèi)城市電力系統(tǒng)共產(chǎn)生電量，包括清潔能源發(fā)電量以及外部購(gòu)入的電量。

23、進(jìn)一步地，所述網(wǎng)側(cè)碳排放的核算表達(dá)式為：

24、

25、式中，ett為網(wǎng)側(cè)碳排放，δat為時(shí)間段t內(nèi)輸配電網(wǎng)網(wǎng)損有功電量，βt為t時(shí)間段內(nèi)城市電力系統(tǒng)綜合碳排放因子，egt為源側(cè)碳排放，δqt為t時(shí)間段內(nèi)城市電力系統(tǒng)共產(chǎn)生電量，包括清潔能源發(fā)電量以及外部購(gòu)入的電量。

26、進(jìn)一步地，所述城市級(jí)電力系統(tǒng)的荷側(cè)碳排放通過(guò)電量消耗計(jì)算得到，所述荷側(cè)碳排放的計(jì)算表達(dá)式為：

27、

28、式中，elt為荷側(cè)碳排放，ql,t為城市級(jí)電力系統(tǒng)荷側(cè)用電量，βt為t時(shí)間段內(nèi)城市電力系統(tǒng)綜合碳排放因子，δat為時(shí)間段t內(nèi)輸配電網(wǎng)網(wǎng)損有功電量，egt為源側(cè)碳排放。

29、進(jìn)一步地，所述城市級(jí)電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能側(cè)碳排放通過(guò)儲(chǔ)能電站的有功損耗計(jì)算得到，所述儲(chǔ)能側(cè)碳排放的計(jì)算表達(dá)式為：

30、

31、式中，est為儲(chǔ)能側(cè)碳排放，m為城市級(jí)電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能電站的總數(shù)，sm,t為儲(chǔ)能電站m在t時(shí)間段內(nèi)共充放電，θm為儲(chǔ)能電站m的總體效率，1-θm為儲(chǔ)能電站m的有功損耗率。

32、進(jìn)一步地，所述城市級(jí)電力系統(tǒng)的總碳排放的計(jì)算表達(dá)式為：

33、et＝egt+ett+elt+est

34、式中，et為總碳排放，egt為源側(cè)碳排放，ett為網(wǎng)側(cè)碳排放，elt為荷側(cè)碳排放，est為儲(chǔ)能側(cè)碳排放。

35、本發(fā)明還提供一種面向城市級(jí)電力系統(tǒng)的碳核算系統(tǒng)，包括：

36、獲取模塊：用于獲取城市級(jí)電力系統(tǒng)分別在源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、荷側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

37、源側(cè)核算模塊：用于基于源側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的源側(cè)碳排放，其中在核算過(guò)程中引入實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的碳排放因子進(jìn)行核算；

38、網(wǎng)側(cè)核算模塊：用于基于網(wǎng)側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，考慮源側(cè)到荷側(cè)的傳輸過(guò)程中網(wǎng)損理論，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)碳排放；

39、荷側(cè)核算模塊：用于基于荷側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的荷側(cè)碳排放；

40、儲(chǔ)能側(cè)核算模塊：用于基于儲(chǔ)能側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，考慮儲(chǔ)能側(cè)的有功損耗，核算城市級(jí)電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能側(cè)碳排放；

41、總碳排放核算模塊：用于基于所述源側(cè)碳排放、網(wǎng)側(cè)碳排放、荷側(cè)碳排放和儲(chǔ)能側(cè)碳排放，得到城市級(jí)電力系統(tǒng)的總碳排放。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

43、(1)覆蓋全面：針對(duì)現(xiàn)有碳核算方法忽視了城市級(jí)電力系統(tǒng)的其碳排放維度，以致核算不全面的問(wèn)題，本發(fā)明覆蓋了城市級(jí)電力系統(tǒng)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)四個(gè)環(huán)節(jié)，既能核算出整個(gè)城市電力系統(tǒng)的碳排放情況，也能核算出每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放量，以便針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)制定碳減排策略。

44、(2)精準(zhǔn)性高：本發(fā)明源側(cè)電力系統(tǒng)的碳排放核算，充分考慮了城市電力的發(fā)電側(cè)組成，既包括自發(fā)的火力發(fā)電，也包括自發(fā)的清潔能源發(fā)電，還包括城市外部購(gòu)買的電力、對(duì)其他城市外部輸出的電力情況。本發(fā)明還考慮了網(wǎng)側(cè)輸電線損、儲(chǔ)能側(cè)儲(chǔ)能損失產(chǎn)生的碳排放，使得本發(fā)明不僅覆蓋全面也具有較高的精準(zhǔn)性。此外，本發(fā)明根據(jù)城市級(jí)電力系統(tǒng)中的自發(fā)火力發(fā)電、清潔能源發(fā)電和外購(gòu)電計(jì)算得到碳排放因子，符合城市級(jí)電力系統(tǒng)中的電力組成特點(diǎn)。受電力組成影響，城市級(jí)電力系統(tǒng)的碳排放因子會(huì)實(shí)時(shí)變化，較現(xiàn)有公布的全國(guó)水平、區(qū)域水平、省級(jí)水平的碳排放因子，精準(zhǔn)性明顯提高。

45、(3)實(shí)時(shí)性好：本發(fā)明具有良好的實(shí)時(shí)性。一方面，根據(jù)城市級(jí)電力系統(tǒng)中的某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的自發(fā)火力發(fā)電、清潔能源發(fā)電和外購(gòu)電與發(fā)電量實(shí)時(shí)計(jì)算出這個(gè)時(shí)間段的碳排放因子。另一方面，根據(jù)城市電力系統(tǒng)中源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)中各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)產(chǎn)生的電量計(jì)算得到整個(gè)城市級(jí)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)碳排放量。