1 概述

基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型研究

一、引言

在“双碳”目标的大背景下，电力系统的碳排放问题备受关注。准确地对电力系统中的碳排放进行分摊，对于明确各参与方的碳排放责任、促进节能减排以及推动碳交易市场的健康发展具有重要意义。本文基于电力系统碳排放流理论，深入研究碳排放分摊模型，旨在为电力系统的碳排放管理提供有效的方法和依据。

二、基本原理

（一）碳流构成

注入系统碳流主要由两部分组成：网损碳排放以及社会综合用电负荷碳排放。同时，包括厂用电碳排放在内的结构成分的量纲全部对应为电力系统碳排放流率。

（二）碳流计算要点

2. 社会综合用电负荷碳排放对应负荷碳流。
4. 网损碳排放指的是系统所有支路上的功率损耗所对应的机组端碳排放流率。

（三）时间尺度问题

电力系统生产环节产生的碳排放是一个持续的过程，而模型中碳流计算的是某单位时间内的碳流率。所以应选取合适的时间尺度，在得到碳流率分摊结果后，乘以时间尺度后才是系统碳排放产权分摊的结果。需要说明的是，以下所涉及的计算量皆为一个时间段下的平均值。

（四）无损网络等效

要计算系统中有损网络的碳流，需将支路有功功损耗等效为线路始端节点负荷后，整个系统可等效为无损网络后再进行计算。

三、计算步骤

模型主要由排放结构成分定量计算和排放归责定量计算两部分组成，具体步骤如下：

（一）选取时间尺度与潮流计算

选取合适的时间尺度，在某电网稳态下进行潮流计算，确定系统潮流分布并形成计算所需矩阵，并等效电网。

（二）确定碳排放性质与强度

确定系统所接机组的碳排放性质及强度，形成机组碳排放注入强度矩阵。在此基础上计算系统节点碳势，并确定碳排放结构各成分量及电网分布。

（三）碳排放归责计算

基于碳流分布算结果，根据分摊原则对系统碳排放进行定量归责。计算结果中的负荷碳排放流应由系统各负荷各承担，而支路有功损耗引起的碳排放流应采用潮流追踪法计算各机组对系统网损的贡献后再进行定量分摊。

（四）计算碳排放产权额度

在得到各机组电源与负荷所应分摊的碳排放流率后，乘以计算前设定好的时间段，最后得到各电网各部分的碳排放产权额度。

四、碳排放结构成分计算

详细阐述碳排放结构成分的计算方法，例如不同类型电源（如火电、水电、风电等）的碳排放特性分析，以及如何结合其在电力系统中的发电占比等因素来确定各自在碳排放结构中的具体成分量。

五、碳排放归责计算模型

在上述计算步骤中的（三）中，已明确系统碳排放流计算结果中负荷应该承担的碳排放。那么，基于碳排放结构分解的碳排放归责问题应集中在结构成分的网损碳排放分摊上。根据分摊原则要将网损碳排放分摊给各电厂。机组应该分摊其承担网损所对应的碳排放，具体的分摊模型构建需要综合考虑多种因素，如机组的发电功率、与损耗支路的电气距离等。通过建立合理的数学模型，实现对网损碳排放的科学分摊。

六、算例介绍

以论文为准。

（一）系统参数设置

以 IEEE30 节点系统为例，详细说明系统的节点参数、支路参数以及各机组的发电参数等，如节点的负荷大小、支路的电阻电抗值、机组的额定功率等。

（二）计算过程与结果

按照上述计算步骤，逐步展示碳排放结构成分计算和碳排放归责计算的过程。给出各节点负荷的碳排放分摊结果、各机组对网损碳排放的分摊结果等，并对结果进行分析讨论。例如，分析不同机组因发电特性和在系统中位置不同而导致的碳排放分摊差异，探讨结果对电力系统节能减排工作的启示。

七、文献中的错误分析

（一）节点编号问题

对照 MATPOWER 工具箱和其他文献可知，某些文献所标注的节点编号存在错误，正确编号应加以明确说明。

（二）公式错误

指出相关文献中存在的公式错误，如公式（2）、公式（7）和公式（10）等，详细说明错误之处以及正确的公式形式和推导过程。

八、运行结果与原文对比

将本模型的运行结果与原文相关表格（如表 1、表 2、表 3、表 4 等）进行对比。从数据的准确性、趋势的一致性等方面进行分析，验证本模型的正确性和有效性。例如，如果某些数据存在差异，分析差异产生的原因，可能是计算方法的细微不同、参数取值的差异等。

九、结论

本文基于电力系统碳排放流理论建立的碳排放分摊模型，通过合理的计算步骤和模型构建，能够有效地对电力系统中的碳排放进行分摊。经算例验证和与原文结果对比，模型具有较高的准确性和实用性。该模型有助于明确电力系统各参与方的碳排放责任，为电力系统的碳排放管理和节能减排提供有力支持，同时也为碳交易市场下负荷侧应缴纳的碳配额计算提供了参考依据。然而，模型在实际应用中可能还需要进一步考虑更多复杂因素，如电力系统的动态变化、不同地区的能源结构差异等，未来研究可在此基础上进行深入拓展。

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。(文章内容仅供参考，具体效果以运行结果为准)

[1]袁书林,马瑞.基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型研究[J].现代电力,2014,31(06):70-75.

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删