电力碳排放区域分摊的原则与模型

电力行业是主要的碳排放部门,其碳排放产权的合理界定是区域减排合作的基础.针对电力跨区输送的碳排放产权界定问题,考虑电力供应的社会贡献和环境代价,提出了以公平性为基础的分摊原则.基于电力市场下潮流追踪思想,建立了碳流追踪数学模型.该模型通过追溯受电区域的电力来源进行碳排放产权的合理分配,有利于促成区域减排合作、促进能源结构和区域经济的协调发展.上述碳排放分摊原则和模型同样适用于电力碳交易市场,有利于从用户侧激励电力节能减排的实施.实际算例验证了上述方法的正确性和可行性     

基于潮流追踪的用户碳排放水平计算与评估方法

新型电力系统用户侧泛在资源分布零散、数量多、容量小以及随机性大的特点,给用户侧精细化碳排放计算造成了困难。为了准确衡量与评估电力系统中用户碳排放水平,首先通过潮流追踪方法分析了电力系统各节点潮流的来源,确定了各节点的间接碳排放责任;然后依照比例共享原则结合不同来源的碳排放强度得到了电力系统碳流分布情况;最后通过提出的负荷侧各项电力碳排放指标,评估了不同节点的清洁程度从而引导用户更多地使用清洁能源以降低自身碳排放。并采用实际电力系统数据进行算例验证,验证了所提方法的合理性与可用性。     

基于复功率潮流追踪的电力用户侧碳排放计量

中国电力行业传统的碳排放计量都是以电源为排放源,这种计量方式没有考虑电力的传输过程,用户也无法直观感受到自身消费行为引起的碳排放。为了鼓励绿色电力的接入,明确用户消费电能产生的碳排放量,促进绿色电力证书市场的发展,有必要从用户侧进行碳排放计量。文中在计及网损的复功率潮流追踪模型基础上建立了碳流追踪模型,将无功功率对于有功功率的间接作用通过共同追踪的方式体现,全面分析了电力网络中二氧化碳伴随功率从电源侧向用户侧的"流动"。通过IEEE 57节点算例检验了碳流追踪模型的正确性,碳流追踪结果可以计量引入绿色电力后用户侧各节点以及全网网损的减排比例,亦可为各区域间减排责任的划分提供依据。同时,线路网损产生的碳排放量为低碳电力调度提供了新的参考。     

基于迁移多搜索器Q学习算法的碳能复合流无功优化

传统的碳排放计算模型,发电侧承担着主要的责任.但是在碳排放流的理论中,认为电网侧和用户侧才是碳排放的主要来源,需要承担主要责任.因此,有必要利用碳排放流分析方法将发电侧的碳足迹转移到电网侧和用户侧,从而制定出更有效的节能减排策略,减少二氧化碳的排放.因此,为了实现电力系统的低碳、节能和经济运行,本文把碳-能复合流放进了...     

基于随机性环境影响评估模型的电力消费和碳排放关系实证分析

碳排放量、能源消费量、人口和经济增长存在着较为密切的关系,而作为清洁二次能源的电能,其消费使用量的多少影响着能源消费结构,进而影响着能源消费量。因此,电力消费强度和碳排放量之间存在着何种联系,是电力工业低碳之路需要考虑的问题。利用随机性环境影响评估模型(stochastic impacts by regression on population,affluence,and technology,STRIPAT),通过最小二乘回归方法测算碳排放量、人口、人均国民生产总值、电力消费量和能源消费量之间的碳排放影响系数。研究发现,人口、人均国民生产总值以及电力消费量和能源消费量之间的比值每发生1%的变化,将引起碳排放总量1.207%、0.901%以及?1.188%的变化,因此,在未来我国人口增长趋势放缓、国民经济保持7%以上较快发展的情况下,减少碳排放的途径应该从技术因素入手,通过提高电能占使用能源的比率、提高化石能源的使用效率和发展可再生能源来进行。     

碳市场与电能量市场均衡交易分析

为了减少温室气体的排放,有必要开展碳排放总量控制与交易机制设计工作。总结了电力工业中碳市场交易发生的条件,并基于碳排放效用曲线分析了碳市场交易对发电商剩余的影响。建立了碳市场和电能量市场均衡交易模型,量化分析碳市场与电能量市场的出清情况。该均衡交易模型考虑了碳排放权约束,可以使清洁能源机组获得更多的发电量,有利于低碳电力技术的发展。     

电碳联动环境下考虑社会效益最优的发电权交易研究

随着清洁能源装机容量的快速增长,清洁能源的消纳问题日渐突出。全国碳排放权交易市场的启动能够很好地促进清洁能源的消纳。考虑到电力市场与碳排放权交易市场的相似性,文章建立了电碳联动环境下考虑社会效益最优的发电权交易模型,并与现有的发电权交易模型进行对比分析。最后,用文章所述的发电权交易模型进行算例分析。结果表明,与现有的发电权交易模型相比,建立的模型可以更好地促进清洁能源的消纳,降低碳排放量并极大地提升了社会效益。     

中国电力系统低碳发展分析模型构建与转型路径比较

中国提出的碳达峰目标和碳中和愿景对能源电力碳减排提出了更高要求,电力系统的清洁低碳化转型路径亟待探索。首先,从能源电力领域的碳排放现状出发,明确了能源电力在碳减排中的定位。其次,针对电力近中期低碳发展形势,构建了考虑碳排放外部成本的规划模型,开展了量化展望分析;针对远期低碳发展情景,打破不同能源系统边界,创新性地提出了电-氢协同路径和电-氢-碳协同路径,并构建了适用于新能源多元化利用方式的全链条技术经济评价模型,对氢气、甲醇等终端产品的经济竞争力进行了评估。     

基于时序仿真的用户侧碳排放评估模型

碳排放始于电厂,终于电能消费终端,用户侧碳排放量的精确评估是促进碳减排快速达成的重要技术保障. 在碳排放量的评估过程中,和传统的排放系数法相比,电力系统碳排放流理论为碳排放的精确评估提供了新的思路. 围绕负荷用电需求,综合考虑各类电源特性,构建了中短期生产模拟仿真模型,并求解得到了各台机组出力方式以及 系统潮流分布;基于电力系统碳排放流理论,求得系统中碳排放流分布,并确定系统内各节点碳排放量.以简化的实 际电网为例,测试了所提模型在实际电力系统应用中的有效性.     

基于来源多样性特征的中国电力碳足迹估算

来源多样性是电力有别于其他能源类型的最显著特征。根据不同电力来源的碳排放强度和消费水平,结合土地覆被的固碳能力变化,对2005～2009年的中国电力碳足迹进行了分类估算。结果表明,全国电力碳足迹从500.92×106hm2增加到765.53×106hm2;人均电力碳足迹从0.40 hm2.人-1增加到0.60 hm2.人-1。火电、水电、风电和核电平均占比分别约为96%、4%、0.03%、0.01%。煤炭投入增加和石油投入减少削弱了火电乃至整个电力的来源多样性。为有效推进电力产业的节能减排,应坚持低碳电力开发与火电结构调整并重的原则。     

基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型研究

提出一种电力系统碳排放产权界定分配的模型。分摊模型以电力系统碳排放结构分解为切入点,借鉴负荷分析理论将电力系统碳排放以其所对应的电能用途分成了综合用电负荷碳排放、网损碳排放、厂用电碳排放等3部分。确定结构成分并与电力系统碳排放流的计算指标对应后,计算得到系统中各碳排放流成分分布;运用潮流追踪对系统网损引起的碳排放进行分配定量,最后得到系统实时碳排放的产权分配结果。在对IEEE14标准节点进行算例分析后,其结果证明了本文所述模型的可行性与正确性。     

电力系统碳排放流分析理论初探

采用低碳电力技术是电力行业实现可持续发展的重要举措。现有研究中,碳排放的统计量通常以宏观数据统计为主,按照一次能源消耗量转换得到。此类方法无法揭示电力系统碳排放的特点,在应用中存在着诸多局限性。文中探讨了将碳排放分析与电力系统潮流计算相结合的新思路,提出了电力系统碳排放流的概念。结合网络分析技术,提出并建立了电力系统碳排放流分析的几个基本概念与指标,初步形成电力系统碳排放流分析的理论架构。给出了一个示例系统的计算结果和直观展示,并结合电力系统潮流分析的基本原理,剖析了电力系统碳排放流分析理论的作用和意义。最后对电力系统碳排放流分析理论的应用领域和研究方向进行了展望。     

考虑源荷两侧不确定性的含风电电力系统低碳调度

大规模风电并网是实现电力低碳环保发展的必然趋势,而风电与负荷的随机波动性对系统的影响不容忽视。提出一种考虑模糊机会约束的低碳型经济调度模型,同时计及源荷两侧不确定性对含风电电力系统低碳调度的影响。将阶梯型的碳交易成本引入目标函数中,旨在降低系统碳排放量,提高系统风电消纳量。针对风电并网后系统的不确定因素,引入模糊机会约束,将确定性约束松弛为含有模糊变量的系统约束,利用梯形模糊参数将其清晰化处理,并通过CPLEX对模型进行求解。算例分析表明所提模型可有效提高风电消纳水平以及降低碳排放。     

基于多智能体的用户分时电价响应模型

科学制定峰谷分时电价政策,有利于提高系统可靠性与经济性。基于多智能体技术,提出了智能体系统(multi-agent system,MAS)总体框图,阐述了供电智能体、用户智能体和政府部门智能体的学习过程及其相互影响,结合电量电价弹性矩阵,考虑了不同用户的用电和响应特点以及用户智能体内部的相互影响。仿真过程可以动态显示供电智能体的调整动作、用户智能体的响应行为和负荷越限情况,以及政府部门智能体的干预行为。仿真结果表明:根据文中模型获得的峰谷分时电价策略具有更好的"移峰填谷"效果,兼顾供需双方的经济利益和用户用电习惯,供电、用户、政府智能体间实现信息共享。     

电热耦合系统全流程碳排放计量技术

电能和热能作为二次能源,供热和供电系统产生的碳排放基本都来自产能侧。同时,随着综合能源的的发展,电热网络的耦合变得紧密。因此,如何界定产能、传输以及用户侧碳排放责任对碳排放进行计量是促进电力网络和热力网络各个环节低碳发展的重要措施。针对这一问题,为改进现有宏观计量的局限性,提出了基于碳排放流的电热耦合网络考虑网络损耗的全流程碳计量方法。创新地将电热耦合系统作为整体,提出了网络中的碳排放流定义和指标,并建立了电热耦合网络以及耦合设备的全流程碳排放流模型。提出了一种涉及能量传输全流程的碳排放计量架构,所提方法能够有效地对电热耦合网中产能环节、传输环节以及用能环节进行碳排放的计量。文中给出了示例系统,验证了模型与算法的准确性。     

基于深度强化学习的微电网源-荷低碳调度优化研究

提升可再生能源在能源供给中的比例成为实现低碳经济的重要举措之一。为减少碳排放量并降低用电成本,提出了一种基于深度强化学习的微电网低碳经济优化调度模型。首先,介绍了碳排放流理论并基于此构建了碳计量模型以及阶梯碳价模型;其次,将低碳经济优化问题转换为一个马尔科夫决策;最后,利用深度强化学习对该多目标优化问题求解。实验结果表明,所提方法通过控制发电机组的出力以及负荷的转移,有效地提升了系统经济性并降低了碳排放量。     

电力系统碳排放流的计算方法初探

电力系统碳排放流分析的理念为低碳电力带来了新的研究方向。根据潮流计算的结果准确而系统地求解电力系统中碳排放流的分布成为亟待解决的问题。在电力系统碳排放流分析理论的基础上,进一步分析了碳排放流和电力系统潮流计算之间的异同,以及电力系统碳排放流的影响因素、计算体系和计算思路;根据碳排放流求解的需要,定义了一些关键矩阵和向量;结合电力系统潮流计算方法与高等电力网络分析方法,在忽略网损的情况下,建立了电力系统碳排放流的基本计算方法,并通过算例系统验证了该方法的正确性。     

电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真

电力市场环境下的传统经济调度不考虑环境补偿因素。文章在传统经济调度的基础上,考虑各机组和各种能源的环境成本,提出了火电机组名义环境补偿成本,用电方不需实际支付费用,发电方排污特性越好,火电机组的名义环境补偿成本越低;同时考虑了风电备用容量补偿成本,反映风电接入系统后火电热备用容量的变化;建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。基于Matlab优化工具箱,对一个包含2个火电机组和1个风电机组的系统进行优化仿真,结果表明：基于所提出的模型,环境友好的发电机组或能源将获得更大的调度权重。     

火电机组碳排放特性研究及管理建议

为研究燃煤机组碳排放特性,在深入分析GB/T32151.1-2015中计算碳排放量方法学的基础上,建立了供电碳排放强度简化计算模型和详细计算模型,并通过实测单位热值含碳量和碳氧化率数据对所建模型进行了可靠性验证,证明了所建模型能相对准确快速地获得机组碳排放强度。以某电厂超高压循环流化床机组为例,基于所建模型深入分析了供电煤耗和煤种对碳排放相关指标影响,结果表明供电煤耗和煤种标煤的碳排放系数的减小可显著降低机组碳排放强度,并给出了发电企业控制碳排放的相关建议,为发电企业碳排放管理工作提供了参考。