一种区域电力减碳量计算方法技术

一种区域电力减碳量计算方法，包括分析电力系统发电侧、输电侧和用电侧三个大方面所采用的技术中具有减碳效果的技术；确定区域电力碳排放因子和区域经济效益的碳排放因子，按区域GDP能耗的碳排放计算减少的碳排放；从区域清洁能源建设及优化调度来计算区域发电环节的减碳量；从集中式清洁能源优化调度形成的减碳量；从有序用电形成的减碳量和电能替代形成的减碳量来计算区域用电侧形成的减碳量；计算节能减排后的区域电力系统减碳比。该方法建立了电力各项技术减碳计算模型，量化了区域电力系统在节能减排方面通过多种技术手段所减少的碳排放。本发明专利技术能较为全面地评估区域电力系统在节能减排方面的贡献。

【技术实现步骤摘要】
一种区域电力减碳量计算方法
本专利技术涉及一种区域电力减碳量计算方法，属于电力碳排放

技术介绍
降低能源消耗的碳排放是绿色发展的重要方面，电力作为一种重要能源，降低电力碳排放具有重大意义。目前电力的碳排放计算主要侧重于发电侧，电力的减碳工作强调燃料的利用率和清洁能源的发展。而电力的节能减排除了发电企业，区域电力公司也可从发电侧、输电侧和用电侧多个方面来开展。针对区域电力各项优化技术开展电力节能减排的评估，有利于评价区域电力系统在节能减排方面的贡献，提高区域电力系统节能减排的积极性。目前区域电力系统减碳量计算存在以下不足：(1)侧重于发电侧的碳排放计算，对输电侧和用电侧的减碳贡献不够重视，对输电侧和用电侧各项节能技术的全面性分析不足；(2)减碳形式局限于节约电能，忽视了经济效益和电能替代形成的减碳效果；(3)缺乏评价模型，不能有效评估区域各项电力技术、措施的减碳效果。随着电力技术的发展，很多技术和措施都有利于降低电力系统的碳排放，充分分析技术和政策对电力减碳的贡献，有利于激励区域电力系统提高各项技术，进一步提升和挖掘电力系统的减碳能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对区域电力系统各种技术对减碳量的贡献做一个综合评估，给出一种较为全面的一种区域电力减碳量计算方法，为电力系统节能减排提供技术支持。本专利技术为解决上述技术问题的技术方案为：一种区域电力减碳量计算方法，计算过程以年度减碳量为例，包括以下步骤：步骤1：结合节约电能、增加经济效益和电能替代，从多个层次分析具有减碳效果的技术构成，将电力系统分为发电侧、输电侧和用电侧三个大方面，全面分析三大方面所采用的技术中具有减碳效果的技术；步骤2：确定区域电力碳排放因子tP和区域经济效益的碳排放因子tG，其中，区域电力碳排放因子tP根据区域内电力生产结构或使用结构确定，其单位为：吨CO2/万千瓦时；区域经济效益的碳排放因子tG根据区域GDP能耗确定，按区域GDP能耗的碳排放计算减少的碳排放；步骤3：从区域清洁能源建设及优化调度来计算区域发电环节的减碳量；步骤4：从集中式清洁能源优化调度形成的减碳量、提高供电可靠性形成的减碳量、提高电能质量形成的减碳量和降低网损率形成的减碳量来计算区域输电环节的减碳量；步骤5：从有序用电形成的减碳量和电能替代形成的减碳量来计算区域用电侧形成的减碳量；步骤6：将区域发电侧、输电侧和用电侧所计算的减碳子项加起来，得到区域电力系统减碳的综合效果TD，进一步计算节能减排后区域电力系统减碳比RD。本专利技术步骤1中所述的多层次分析，将发电侧的减碳技术归为分布式清洁能源投建投产，将输电侧的减碳技术分为集中式清洁能源优化调度、提高供电可靠性、提高电能质量和降低网损，将用电侧分为有序用电和电能替代。分布式清洁能源主要指区域能自身消纳的分布式清洁能源，如小型、微型的光伏发电站、风力发电站等，其形成的减碳量TCD为：TCD＝TCS+TCWTCS＝PCS×tPTCW＝PCW×tP式中，TCS为区域光伏发电减碳量，PCS为区域光伏发电使用量，单位为万千瓦时，TCW为区域光伏发电减碳量，PCW为区域光伏发电使用量，单位为万千瓦时。本专利技术步骤4中所述集中式清洁能源优化调度所形成的减碳量TCC计算过程为，在平均负荷LA下，比较集中式清洁能源优化调度前后，区域清洁能源使用情况的差异PCC。PCC＝PS×(RCCB-RCCA)TCC＝PCC×tP其中，PCC为集中式清洁能源优化调度后，区域使用清洁能源增加的量，单位为万千瓦时；PS为区域全社会年度用电量，单位为万千瓦时；RCCB为优化调度后集中式清洁能源占比，RCCA为优化调度前集中式清洁能源占比。其中，平均负荷LA(单位WM)由全社会年度用电量来估算：LA＝PS/365/24×10。本专利技术步骤4中所述提高供电可靠性形成的减碳量TPR主要通过减少停电时间所提高的工业总产值来计算，将增加的工业总产值折算成区域GDP，按区域单位GDP能耗计算形成的减碳量TPR：TPR＝VII×tG其中，VII为减少停电时间所提高的GDP，单位为万元。本专利技术步骤4中提高电能质量所形成减碳量TPQ，通过提高供电质量所增加的工业总产值来计算，计算过程如下：VPQ＝PCI×β×CPD×VPD×αTPQ＝VPQ×tG其中，VPQ为提高电能质量所带来的效益，单位为万元；PCI为区域工业用电总容量，单位为kVA；β为敏感负载容量百分比；CPD为年减少扰动次数；VPD为每次扰动每千伏损失金额，单位为万元/kVA；α为区域工业产值与区域GDP间的折算系数。本专利技术步骤4中降低网损率所形成的减碳量TPL按减少的电量损失来计算，过程如下：PL＝PS×(RLB-RLA)TPL＝PL×tP其中，PL为降低网损所节约的电能消耗，单位为万千瓦时；PS为全社会年度用电量，单位为万千瓦时；RLB为节能减排前网损率；RLA为节能减排后网损率。本专利技术步骤5中有序用电形成的减碳量，在有序用电后，峰值负荷的降低，在发电侧一方面可以减少发电侧的电损，另一方面可以降低扩容成本，按以下方式计算其形成的减碳量：在估算峰值负荷降低比例RLPD的基础上，计算峰值负荷的降低量LPD：LPD＝RLPD×LP+LS其中，RLPD为有序用电后区域负荷峰值降低的比例；LP为区域负荷峰值，单位为MW；LS为储能峰时放电为发电侧降低的负荷量。峰值负荷降低后，可减少发电侧的电损PLPD为：PLPD＝LPD/((1-μ1)×(1-μ2)×(1-μ3))×HLP其中，μ1为用户终端配电损失系数，μ2为电网配电损失系数，μ3为厂用电率，HLP为区域峰值负荷时长，单位为小时。削峰填谷在发电侧可避免电量形成的减碳量为：区域负荷的峰值降低后，在发电侧有降低容量成本的效益，其效益与发电燃料成本和投资成本相关，本专利技术将该效益用因子η来计算，该因子单位为万元/MW/年。发电企业年可避免容量成本VLPD可计算为：VLPD＝LPD×η年可避免容量成本VLPD折算为CO2排放量为：有序用电形成的减碳量为本专利技术步骤5中电能替代形成的减碳量主要通过比较用其他能源和用电之间的碳排放差异来计算，典型的电能替代包括锅炉煤改电、电动汽车，其计算过程如下：通过比较TFC和TFP之差来计算锅炉煤改电后形成的减碳量TFD：TFD＝TFC-TFP其中，锅炉燃煤所产生的碳排放TFC由锅炉燃煤种类i、各种燃煤消耗量Ci及和各种燃煤碳排放因子tCi决定：其中，锅炉改电后，其碳排放TFP由用电量PFP和电力碳排放因子tP决定：TFP＝PFP×tP区域电动汽车形成的减碳量有区域内各类电动汽车的数量和使用情况来决定，通过比较各类电动汽车使用汽油或柴油所排放的二氧化碳TTO和各类电动汽车使用电能所排放的二氧化碳TTP的差异来计算：TTD＝TTO-TTP其中，各类电动汽车使用汽油或柴油所排放的二氧化碳TTO为：其中，CTi为区域内第i类电动汽车的数量，OTi为第i类电动汽车燃油年平均消耗量，tOi为第i类电动汽车燃油所对应的碳排放因子。各类电动汽车使用电能所排放的二氧化碳TTP为：其中，PTi为第i类电动汽车电能年平均消耗量。电能替代形成的减碳量为TPR＝TFD+TTD。本专利技术步骤6中区域电力系统减碳比RD为：RD＝TD/(PS×tP)其中TD为各项技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：结合节约电能、增加经济效益和电能替代，从多个层次分析具有减碳效果的技术构成，将电力系统分为发电侧、输电侧和用电侧三个大方面，全面分析三大方面所采用的技术中具有减碳效果的技术；步骤2：确定区域电力碳排放因子tP和区域经济效益的碳排放因子tG，其中，区域电力碳排放因子tP根据区域内电力生产结构或使用结构确定，其单位为：吨CO2/万千瓦时；区域经济效益的碳排放因子tG根据区域GDP能耗确定，按区域GDP能耗的碳排放计算减少的碳排放；步骤3：从区域清洁能源建设及优化调度来计算区域发电环节的减碳量；步骤4：从集中式清洁能源优化调度形成的减碳量、提高供电可靠性形成的减碳量、提高电能质量形成的减碳量和降低网损率形成的减碳量来计算区域输电环节的减碳量；步骤5：从有序用电形成的减碳量和电能替代形成的减碳量来计算区域用电侧形成的减碳量；步骤6：将区域发电侧、输电侧和用电侧所计算的减碳子项加起来，得到区域电力系统减碳的综合效果TD，进一步计算节能减排后的区域电力系统减碳比RD。

【技术特征摘要】
1.一种区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：结合节约电能、增加经济效益和电能替代，从多个层次分析具有减碳效果的技术构成，将电力系统分为发电侧、输电侧和用电侧三个大方面，全面分析三大方面所采用的技术中具有减碳效果的技术；步骤2：确定区域电力碳排放因子tP和区域经济效益的碳排放因子tG，其中，区域电力碳排放因子tP根据区域内电力生产结构或使用结构确定，其单位为：吨CO2/万千瓦时；区域经济效益的碳排放因子tG根据区域GDP能耗确定，按区域GDP能耗的碳排放计算减少的碳排放；步骤3：从区域清洁能源建设及优化调度来计算区域发电环节的减碳量；步骤4：从集中式清洁能源优化调度形成的减碳量、提高供电可靠性形成的减碳量、提高电能质量形成的减碳量和降低网损率形成的减碳量来计算区域输电环节的减碳量；步骤5：从有序用电形成的减碳量和电能替代形成的减碳量来计算区域用电侧形成的减碳量；步骤6：将区域发电侧、输电侧和用电侧所计算的减碳子项加起来，得到区域电力系统减碳的综合效果TD，进一步计算节能减排后的区域电力系统减碳比RD。2.根据权利要求1所述的区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述多层次分析，将发电侧的减碳技术归为分布式清洁能源投建投产，将输电侧的减碳技术分为集中式清洁能源优化调度、提高供电可靠性、提高电能质量和降低网损，将用电侧的减碳技术分为有序用电和电能替代。3.根据权利要求2所述的区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述分布式清洁能源主要指区域能自身消纳的分布式清洁能源，包括小型、微型的光伏发电站，小型、微型的风力发电站，其形成的减碳量TCD为：TCD＝TCS+TCWTCS＝PCS×tPTCW＝PCW×tP式中，TCS为区域光伏发电减碳量，PCS为区域光伏发电使用量，TCW为区域光伏发电减碳量，PCW为区域光伏发电使用量。4.根据权利要求1所述的区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述集中式清洁能源优化调度形成的减碳量TCC计算过程为，在平均负荷LA下，比较集中式清洁能源优化调度前后，区域清洁能源使用情况的差异PCC；PCC＝PS×(RCCB-RCCA)TCC＝PCC×tP其中，PCC为集中式清洁能源优化调度后，区域使用清洁能源增加的量；PS为区域全社会年度用电量；RCCB为优化调度后集中式清洁能源占比，RCCA为优化调度前集中式清洁能源占比；平均负荷LA由全社会年度用电量来估算；LA＝PS/365/24×10。5.根据权利要求1所述的区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述提高供电可靠性形成的减碳量TPR通过减少停电时间所提高的工业总产值来计算，将增加的工业总产值折算成区域GDP，按区域单位GDP能耗计算形成的减碳量TPR：TPR＝VII×tG其中，VII为减少停电时间所提高的GDP，单位为万元。6.根据权利要求1所述的区域电力减碳量计算方法，其特征在于，所述提高电能质量形成减碳量TPQ，通过提高供电质量所增加的工业总产值来计算，计算过程如下：VPQ＝PCI×β×CPD×VPD×αTPQ＝VPQ×tG其中，VPQ为提高电能质量所带来的效益，单位为万元；PCI为区域工业用电总容量，单位为kVA；β为敏感负载容量百分比；CPD为年减少扰动次数；VPD为每次扰动每千伏损失金额，单位为万元/kVA；α为区域工业产值与区域GD...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡蕾，范瑞祥，辛建波，潘本仁，郑蜀江，曹蓓，夏永洪，
申请(专利权)人：国网江西省电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西;36