基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型

摘要

因人类活动导致温室气体的过多排放而造成的全球气候变暖给人类发展带来了严峻的挑战。欲有效缓解和抑制全球变暖趋势，减少CO2排放是最直接有效的方法。电力系统作为我国CO2排放主要排放部门，需承担重要减排责任。系统内部，对生产环节实时产生的CO2排放其产权进行合理分配，每个具有产权的参与者根据分配结果进行责任承担，有利于系统内部减排资源的优化配置等并最终促进国家在国际上减排目标顺利完成。因此，电力系统碳排放分摊模型的建立具有明显实际意义。对此，本课题基于电力系统碳排放流理论，建立了电力系统实时碳排放分摊模型。所做主要研究内容如下:
　　首先，详细介绍碳排放流理论的定义及其指标体系，讨论碳排放流理论及其计算方法适用于分摊模型的特点优势。由于分摊模型的实际操作对象为实际有损网络，针对原有碳流计算方法仅适用于无损网络的局限性，在分析电力潮流等边界约束对碳流分布影响后，改进了适用于有损网络的碳流计算方法，并详细梳理介绍其过程步骤。
　　其次，在改进并适用于有损网络的碳流分布计算方法基础上，针对原碳流分布机理特征分析模型仅适用于无损网络和偏重碳流转移路径分析两个特点，增加机组注入碳排放流与系统支路有功损耗引起的碳排放流关联分析部分，使溯源模型侧重于生产-消费角度分析。同时，辅以逆流潮流追踪进行对比验证，对比算例结果及分析皆验证了模型的正确性与优越性。
　　最后，借鉴电力系统负荷分析理论，将火电机组产生碳排放按照其所对应电能的用途分成综合用电负荷碳排放、网损碳排放、厂用电碳排放等3部分。在此思路下，提出了电力系统碳排放分摊目标及原则，并建立了详细的碳排放分摊模型，包括明确的分摊对象、合适的时间尺度、科学的计量方法、合理的分摊配额以及详细的模型步骤等。通过算例及详细的分摊模型使用注意事项与细节分析说明，结果验证了该分摊模型的科学合理性以及在操作性、可行性等方面所具有优势。
　　本文以电力系统碳排放流为基础，对电力系统碳排放分摊模型进行了讨论与设计，并通过算例分析证明了所建立模型和求解算法的正确性和可行性，希望对电力系统的碳排放产权分配及责任分摊研究与政策制定都具有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 电力系统碳排放分摊模型研究现状

1．2．1 我国电力系统减排及其模型分析研究现状

1．2．2 电力系统碳排放分摊模型研究现状

1．2．3 电力系统碳排放统计分析方法研究发展现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 基于有损网络的电力系统碳流理论及计算体系

2．1 引言

2．2 碳排放流定义及特点

2．2．1 碳排放流的定义

2．2．2 碳排放流的特点

2．3 电力系统碳流基本指标定义

2．3．1 碳排放流量

2．3．2 碳排放流率

2．3．3 支路碳排放流密度

2．3．4 节点碳势

2．4 电力系统碳流分布计算模型

2．4．1 碳流计算特点

2．4．2 计算基本设定

2．4．3 计算思路与步骤

2．4．4 待求矩阵设定

2．4．5 计算方法

2．5 算例

2．6 本章小结

第三章 有损网络中的电力系统碳排放流溯源分析

3．1 引言

3．2 碳流分布特性因子

3．2．1 节点输出分布因子

3．2．2 路径输出分布因子

3．3 碳流分布关联分析及其矩阵计算

3．3．1 机组-节点关联及计算

3．3．2 机组-支路流出关联及计算

3．3．3 机组-负荷关联及计算

3．3．4 机组-支路有功损耗关联及计算

3．4 逆流潮流跟踪算法

3．4．1 逆流潮流跟踪法简介

3．4．2 潮流追踪对比原因

3．4．3 基于逆流潮流跟踪的碳排放分摊

3．5 算例分析

3．6 本章小结

第四章 基于碳排放流理论的电力系统碳排放分摊模型

4．1 引言

4．2 电力系统碳排放结构

4．3 碳排放产权分配原则

4．3．1 碳排放分摊目的

4．3．2 碳排放分摊基本准则

4．3．3 碳排放分摊原则

4．4 碳排放产权分摊模型

4．4．1 模型基本设定

4．4．2 模型的数据准备

4．4．3 模型的基本步骤

4．5 算例分析

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

附录A 硕士期间发表的学术论文

附录B 硕士期间参与的项目