[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

本發明涉及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，包括：預測碳中和場景下目標年的負荷、電量需求和負荷特性參數，以及森林碳匯能力；基于森林碳匯能力、火電合理利用小時數確定目標年的火電裝機范圍；基于區域資源稟賦、基核水平等計算目標年的水電和核電等非火常規電源裝機范圍；基于區域資源稟賦、電量平衡約束計算“碳中和”目標年的風電、光伏新能源裝機范圍；基于區域資源稟賦、電力和調峰平衡約束計算目標年的抽水蓄能和電化學儲能等儲能裝機范圍；基于上述各類型電源裝機范圍，得出碳中和場景下的電源裝機結構規劃方案，并對電力、電量和調峰平衡約束進行迭代優化；本發明能提出碳中和場景下的電源結構方案。

技術領域

本發明涉及電力系統電源規劃技術領域，尤其是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。

背景技術

電源規劃是電力系統規劃設計的核心部分之一，它不但對電力工業及整個國民經濟的發展有重大影響，而且涉及到國民經濟有關部門的投資支出。傳統的電源規劃方法，一般是根據某一時期預測的負荷及電量需要量，在滿足電力電量供需平衡的條件下，尋求一個可靠性、靈活性和經濟性最優的電源建設方案，包括電源結構和布點等。

本發明主要是針對電源結構的規劃方法，即提出某一規劃時期內某區域各類型電源裝機規劃方案。

在傳統的電源結構規劃方法中，往往只涉及可靠性、靈活性和經濟性最優，一般未考慮或未量化考慮不同電源品種對氣候等的影響。“碳中和”，是指某段時間某一區域內的碳匯能力等于碳排放總量，其中碳匯是指通過森林、草地、農田、海洋等生態系統固定(捕獲)大氣的二氧化碳，也就是通過碳匯抵消自身產生的二氧化碳排放，實現二氧化碳的“零排放”，二氧化碳排放量“收支相抵”。

電力工業碳排放是全社會碳排放的主要來源，約占全社會碳排放的30％～40％。電力工業碳排放主要來自化石能源機組(煤電、氣電等)發電過程中的碳排放，要滿足2060年全社會“碳中和”要求，需要根據遠景碳匯能力約束，提出“碳中和”場景下的電力工業減排力度，科學合理規劃電源結構，為社會發展留出碳排放合理空間。

基于上述問題，本發明提出一種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，以達到上述目的。

發明內容

本發明提出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，能得出某一區域內“碳中和”場景下的電源結構方案，從而確定各類型電源的發展路徑。

森林碳匯是生態系統碳匯的主體，本發明是以考慮森林碳匯能力為約束的“碳中和”場景下電源結構規劃方法，用于電力系統的遠景電源規劃，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。