Power grid power supply structure optimization method, system, equipment and medium

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1

如图1所示，一种电网供电结构优化方法，包括：

S1：获取终端能源优化减排量、用户分布式光伏减排量和用户碳汇减排量，通过终端能源优化减排量、用户分布式光伏减排量和用户碳汇减排量计算地区月度正电力碳资产；月度正电力碳资产的单位为tCO₂；

S11：终端能源优化减排量的计算；

终端能源优化减排量的计算包括：分别计算煤改电和油改电两种典型应用场景下，用能结构优化后的减排量；终端能源优化减排量的计算公式为：

其中：为终端能源优化减排量，单位为tCO₂；

和分别代表每月煤改电用电量和油改电用电量，单位为kWh；

和分别代表对应场景煤改电和油改电减排系数，单位为tCO₂/kWh；减排系数按照能源平衡法针对具体场景化石能源和电能的不同的转化效率进行计算，求出在同等能量需求下（已考虑转化效率）化石能源和电力的碳排放差值。对于本发明，煤改电的场景为煤改电采暖，按照0.000217tCO₂/kWh计算；油改电场景为电动汽车替代燃油车，减排系数按照0.000754tCO₂/kWh计算。

S12：用户分布式光伏减排量的计算；

计算分布式光伏上网电量消纳量，从而计算分布式光伏的减排量，具体的计算公式为：

其中：为用户分布式光伏减排量，单位为tCO₂；

代表每月分布式光伏消纳的发电量，单位为kWh；

为当地电力碳排放折算系数，单位为tCO₂/kWh；

因为分布式光伏碳排放为0，等效按照进行减排；

其中：为本地第i个电厂燃煤的排放因子，tCO₂/MWh；为燃气的排放因子，tCO₂/MWh；为外购电的排放因子，tCO₂/MWh；为本地第i个电厂燃煤发电量，MWh；为本地第j个电厂燃气发电量，MWh；为第g笔外购电电量，MWh；为符合绿电标准发电量，MWh；

S13：用户碳汇减排量的计算；

计算用户碳汇的减排量，同时还考虑每日日常强度对本步骤计算的修正系数；用户碳汇减排量通过绿地面积计算和日超强度修正确定，具体的计算公式为：

其中：为每月用户碳汇减排量，单位为tCO₂；

为每日绿地第i个碳汇参数，一般用户自己绿化面积可按照9gCO₂/m²·d计算；

为第i个绿地的绿地面积，m²；

为修正系数，用于计算晴天，阴雨等不同气候条件下绿地碳汇效率，一般晴天系数为1；30为计算月度数值，将碳汇数据统一至吨二氧化碳。

S14：通过步骤S11求得的终端能源优化减排量、步骤S12求得的用户分布式光伏减排量和步骤S13求得的用户碳汇减排量计算地区月度正电力碳资产，计算公式为：

其中：是当前碳交易平均单价，单位为二氧化碳价格，元/tCO₂。

S2：获取电网购电碳排放量和购电成本，通过电网购电碳排放量和购电成本计算地区月度负电力碳资产，包括基于电力市场/碳市场的出清电价成本；月度负电力碳资产的单位为元；

S21：电网购电碳排放量的计算；

电网购电碳排放量包括稳态过程碳排放量和瞬态功率爬升额外碳排放量；

稳态过程碳排放量为：；

其中：代表时刻电网电力碳排放折算系数；

代表时刻机组出力；

瞬态功率爬升额外碳排放量为：；

其中：代表机组为达到功率所产生的额外碳排放，具体函数关系涉及机组运行暂态的过程，如果仅考虑机组运行稳态过程则为0。

电网碳排放量的具体计算公式为：

S22：计算购电成本，具体的计算公式为：

为电网购电成本， E_P( t₁)代表 t₁时刻电网购电成本。

S23：通过步骤S21求得电网购电碳排放量的和步骤S22求得的购电成本计算地区月度负电力碳资产，计算公式为：

其中：为供电碳资产，对月度电力碳资产进行计算，按照月求和。

S3：通过地区月度正电力碳资产和地区月度负电力碳资产计算地区电网月度碳资产效益。地区电网月度碳资产效益的结果值体现第一个地区月底用电能在电力市场和碳市场双重约束下用电成本，电力作为能源的成本以及电碳成本。

碳排放的电网月度碳资产效益数值的计算公式为：

其中：为电网月度碳资产效益，单位为元。

S4：根据地区电网月度碳资产效益，调整电网供电结构，对优化后的供电结构带来的减排效益进行计算；

根据计算所得的不同用电场景的减排量，从碳资产效益角度出发，对用电结构进行调整，减少碳排放量；统计出地区每年由于电源结构优化带来的减排效益。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种电网供电结构优化计算系统，包括：

地区月度正电力碳资产计算模块，用于获取终端能源优化减排量、用户分布式光伏减排量和用户碳汇减排量，通过终端能源优化减排量、用户分布式光伏减排量和用户碳汇减排量计算地区月度正电力碳资产；

地区月度负电力碳资产计算模块，用于获取电网购电碳排放量和购电成本，通过电网购电碳排放量和购电成本计算地区月度负电力碳资产；

地区电网月度碳资产效益计算模块，用于通过地区月度正电力碳资产和地区月度负电力碳资产，计算地区电网月度碳资产效益；

电网供电结构优化模块，用于根据地区电网月度碳资产效益，调整电网供电结构，对优化后的供电结构带来的减排效益进行计算。

实施例3

本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1所述的一种电网供电结构优化方法。

实施例4

本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述的一种电网供电结构优化方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。