[發明專利]考慮森林碳匯能力約束的碳中和場景下電源結構規劃方法

有效

• 申請號: 202110886642.6
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113657735B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 胡臻達;張林垚;劉林;涂夏哲;黃夏楠;洪居華;楊絲雨
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/48
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

1.考慮森林碳匯能力約束的碳中和場景下電源結構規劃方法，用于電網的電源結構規劃，其特征在于：所述方法包括以下步驟；

步驟S1：預測碳中和場景下目標年的負荷、電量需求及負荷特性參數；

步驟S2：預測碳中和場景下目標年的森林碳匯能力；

步驟S3：基于森林碳匯能力、火電正常利用小時數確定碳中和目標年的火電裝機容量的范圍；

步驟S4：基于區域資源稟賦和基荷水平，計算碳中和目標年的水電和核電兩種非火常規電源裝機容量的范圍；

步驟S5：基于區域資源稟賦和電量平衡約束，計算碳中和目標年的風電、光伏兩種新能源裝機容量的范圍；

步驟S6：基于區域資源稟賦及電力和調峰平衡約束，計算碳中和目標年的抽水蓄能、電化學儲能兩種儲能裝機容量的范圍；

步驟S7：基于上述各類型電源裝機容量的范圍，得出碳中和場景下的電源結構規劃方案；

步驟S8：判斷電源結構規劃方案是否滿足電網運營時的平衡約束；如不滿足，則步驟轉至S7，進一步在裝機范圍內優化電源結構規劃方案，直至滿足要求；

所述步驟S2是指通過預測森林蓄積量的增長，預測碳中和目標年的森林碳匯能力；采用兩種方法；

方法一：基于Logistic模型，模擬區域內所有樹木從不同生長階段長到過熟林階段，從而得到“碳中和”場景下目標年森林蓄積量V增長模型；再通過森林蓄積量年增長量，計算得到當年碳匯能力，用公式表示為：

其中：V_n表示第n年的森林蓄積量，單位m³；

n表示年份；

V_sat表示區域內森林蓄積量的飽和值，單位m³；

S_sat表示區域內森林規劃面積飽和值，單位m²；

V_om表示區域內過熟林的單位面積蓄積量，單位m³/m²；

a、b為擬合參數，基于歷史森林蓄積量統計數據進行擬合；

C_Sinkn表示第n年的碳匯能力，單位t；

方法二：基于“碳中和”目標年下的森林規劃面積飽和值S_sat，并將森林分為K個分區，以平均樹齡y作為森林分區數量值，每年砍伐達到成熟狀態分區的數木，砍伐后當年立即種植相同幼苗，則形成循環發展模式，維持碳匯能力穩定；用公式表示為:

其中：V_mn表示第m分區第n年的森林蓄積量，單位m³；

S_sat表示區域內森林規劃面積飽和值，單位m²；

K表示森林分區數，取K＝y，y為區域內樹木平均樹齡；

V_om表示區域內過熟林的單位面積蓄積量，單位m³/m²；

C_Sinkn表示第n年的碳匯能力，單位t；

n表示年份；

m表示分區編號；

所述步驟S3中的火電裝機容量的范圍，是指基于目標年火電單位度電碳排放強度I_Ther，以步驟S2第n年的碳匯能力C_Sinkn為約束，確定火電允許發電量E_Ther，再根據火電正常利用小時數T_Ther，確定火電裝機容量P_Ther，用公式表示:

其中：E_Ther表示火電允許發電量，單位億kWh；

C_Sinkn表示第n年碳匯能力，單位t；

I_Ther表示目標年火電單位度電碳排放強度，單位萬t/億kWh；

P_Ther表示火電裝機容量，單位萬kW。