一种省级低碳能源规划的分析方法
【专利摘要】本发明提供了一种省级低碳能源规划的分析方法，其包括：以下步骤：A)根据经济分析预测、能源供需预测与电力需求侧预测，确定整体需求侧的需求量；B)根据清洁能源发展布局与煤电发展布局，确定整体供应侧的供应量；C)确定电力供需是否平衡，若平衡则直接输出分析结果，若不平衡则进入步骤D)；D)根据能源面临的约束，比较分析外来电经济性，确定外来电受入优化策略，输出分析结果。本申请在软件辅助的基础上，建立模型的最终目的是形成确定基于碳减排的省级能源规划思路和方法，为整体能源规划提供科学依据，提高社会整体投资效益、间接减少环境污染物排放。
【专利说明】
一种省级低碳能源规划的分析方法
技术领域
[0001]本发明涉及能源规划分析领域，尤其涉及一种省级低碳能源规划的分析方法。
【背景技术】
[0002]随着社会发展、经济增长与人们生活水平的提高，部分省市的能源匮乏带来的供需矛盾进一步凸显，煤炭、电力等能源供应日趋紧张，调入量不断增加，能源对外依存度不断提高，在未来全面建成小康社会的进程中，电力需求还会持续增加。同时，随着国内能源基地的西移和北移，完全依靠远距离、大规模、多环节的输煤方式来输入省外能源，将无法避免部分省份煤电运紧张局面的反复出现，这也使得基于碳减排的省级能源规划成为一个必须深入研究的重大问题。
[0003]科学合理的中长期能源和电力发展分析，需要以现状分析为基础，首先分析该省能源发展面临的宏观经济形势、产业现状和发展状态，再深入研究该省一次能源现状、发展形势以及电力需求现状;然后参考国家及省域经济社会、能源电力发展目标和临省电量增长历程，利用多种方法对该省未来负荷、电量需求进行综合预测，并分析清洁能源电源发展规划、煤电发展规划、输电通道规划以及电力电量平衡情况，如果电力供需不能平衡，则需要对外来电进行综合分析及比较进行优化。
[0004]目前，综合各省能源规划方案成为一个不可避免的问题，理论界关于碳减排的省级能源规划研究极少，尤其是综合考虑碳减排、环境污染物减排、煤炭产能和运力的科学规划尚未发现相关的公开研究成果。如何提高电网投资效益、间接减少环境污染物排放已经作为重要目标要求提出。2015年国务院下发的《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》中提到强化电力统筹规划，对电力发展提出了新的要求，在这样的新形势下，已有的能源规划方法已经无法满足当今社会的要求，亟需提供一种新的能源规划方案。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题在于提供一种省级低碳能源规划的分析方法，以解决低碳省级能源规划和预测计算繁杂、工作量大且效率低的问题。
[0006]有鉴于此，本申请提供了一种省级低碳能源规划分析方法，包括以下步骤:
[0007]A)，根据经济分析预测、能源供需预测与电力需求侧预测，确定整体需求侧的需求量；
[0008]B)，根据清洁能源发展布局与煤电发展布局，确定整体供应侧的供应量；
[0009]C)，确定电力供需是否平衡，若平衡则直接输出分析结果，若不平衡则进入步骤D)；
[0010]D)，根据能源面临的约束，比较分析外来电经济性，确定外来电受入优化策略，输出分析结果。
[0011]优选的，所述分析结果包括经济指标、中长期负荷预测、清洁能源开发布局、煤电装机布局、电力电量平衡、外来电时序与方式中的一种或多种。
[0012]优选的，所述省级低碳能源规划的分析方法中还包括以下三个模块:
[0013]第一模块:确定基于碳减排和多区域受电综合比较的省级能源规划；
[0014]第二模块:确定基于全国目标分解和临近省相似路径比较的经济电力组合预测；
[0015]第三模块:基于多目标比选的水火电受入时序评价。
[0016]优选的，所述第一模块分为环保空间约束与综合比较。
[0017]优选的，所述环保空间约束为计算受环保空间约束的可支撑煤电装机，所述环保空间包括二氧化硫的排放与氮氧化物的排放。
[0018]优选的，所述综合比较具体为:
[0019]综合比较总运力、煤炭产量和环保空间约束，找到制约要素来预判结果;所述总运力是铁路运力、水运和公路运力的总和。
[0020]本申请提供了一种省级低碳能源规划的分析方法，其包括:以下步骤:A)根据经济分析预测、能源供需预测与电力需求侧预测，确定整体需求侧的需求量;B)根据清洁能源发展布局与煤电发展布局，确定整体供应侧的供应量;C)确定电力供需是否平衡，若平衡则直接输出分析结果，若不平衡则进入步骤D);D)根据能源面临的约束，比较分析外来电经济性，确定外来电受入优化策略，输出分析结果。本申请构建了基于碳减排和多区域受入电力综合比较的省级能源规划模型，对省级能源规划方法学进行了拓展优化;提出了基于全国目标分解和临近省份相似路径比较的经济电力组合预测方法;建立了基于经济性、替代率、调峰等多目标比选的水火电受入时序评价方法;经检验，运用该套思路方法所得出的预测结果与实际运行情况基本相符;本申请提供的分析方法借鉴意义强，对省政府和电力企业全面掌握电网发展环境具有重要参考价值;为国家电网公司部署跨区输电项目的建设提供了决策参考，有利于提高电网投资效益、间接减少环境污染物排放。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明基于碳减排的省级能源规划示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0023]本发明实施例公开了一种省级低碳能源规划的分析方法，包括以下步骤:
[0024]A)，根据经济分析预测、能源供需预测与电力需求侧预测，确定整体需求侧的需求量；
[0025]B)，根据清洁能源发展布局与煤电发展布局，确定整体供应侧的供应量；
[0026]C)，确定电力供需是否平衡，若平衡则直接输出分析结果，若不平衡则进入步骤
D)；
[0027]D)，根据能源面临的约束，比较分析外来电经济性，确定外来电受入优化策略，输出分析结果。
[0028]图1为基于碳减排的省级能源规划示意图。本申请首先进行了需求预测，所述需求预测主要是根据经济分析预测、能源供需预测与电力需求侧预测确定的，其中所述经济分析预测具体为:根据全国宏观经济形势走势，分析预测能源发展面临的经济形势、产业现状和发展形态，分别确定2020年、2030年全国及省级的经济增速等指标数据;所述能源供需预测具体为:根据全国能源生产消费形式、资源禀赋、减排局势以及运输通道建设等方面的约束，对能源现状及发展形势进行分析预测;所述电力需求侧预测具体为:根据经济预测结果以及电力需求现状，运用人均电量法、弹性系数法、产业分类法、总量分解法等方法，测算中长期负荷，综合分析后确定最终负荷数据，预测最大负荷，确定未来整体及分地区的负荷情况。通过上述方案的分析预测确定了整体需求侧的需求量。
[0029]本申请然后进行本地供应规模布局，其是根据清洁能源发展布局与煤电发展布局确定的。其中所述清洁能源发展布局具体为:根据清洁优先消纳的原则与根据具体资源禀赋及技术可开发潜力，结合电源规模结构，对水电、风电、太阳能与核能等清洁能源发展提出规划建议，确定供应侧清洁能源的供应量;所述煤电发展布局具体为:根据水运、铁路外调煤量，测算基于运力的电煤资源可支撑装机;根据电力环保排放总量指标、环保排放参数，测算环保空间可支撑装机。通过分析国内外煤炭供需形势，确定煤炭产量供应情况;比较运力、环保约束、煤量支撑测算结果，确定最大可支撑煤电发展布局。通过上述发展布局确定整体供应侧的供应量。
[0030]本申请然后确定电力供需平衡性，具体为:根据电力供应以及需求的现状形势，考虑本地装机、跨区输电、可再生能源消纳等因素确定供需平衡数据。若供需平衡，直接输出分析结果，若供需不平衡，则转到外来电综合分析部分进行经济比较测算。
[0031]在电力供需不平衡的基础上进行外来电的分析，具体为:根据具体能源面临的各种约束，对外来电经济性进行比较分析。对从运价、电价等约束条件测算，确定输煤、输电的经济性，并进行比较。若输电经济性好，则根据外来电的建设时序、电价、调节性及替代性等约束，进行受入分析，确定受入优化策略。
[0032]本申请最后输出分析结果，具体为:根据经济分析预测与能源电力需求供应的分析，输出各种分析结果，包括各种经济指标、中长期负荷预测、清洁能源开发布局、煤电装机布局、电力电量平衡、外来电时序、方式等。
[0033]本申请所述省级低碳能源规划的分析包括三个重点模块:
[0034]第一模块:确定基于碳减排和多区域受电综合比较的省级能源规划，本模块主要分为两大部分-环保空间约束和综合比较，默认进入环保空间约束的计算。环保空间约束主要是计算受环保空间约束的可支撑煤电装机。环保空间主要受两个排放约束，一个是二氧化硫的排放，一个是氮氧化物的约束;分别以二氧化硫和氮氧化物排放目标为约束，结合发电标煤耗、煤电利用小时数、原煤含硫率、脱硫效率和氮氧化物排放值，分别计算出可支撑煤电装机规模，取最小的装机规模即为条件约束下可支撑的最大原煤量等指标数据。综合比较部分主要是综合比较总运力、煤炭产量和环保空间约束，找到制约要素来预判结果。其中，总运力是铁路运力、水运和公路运力的总和。
[0035]第二模块:确定基于全国目标分解和临近省相似路径比较的经济电力组合预测。对于全国经济增速目标、能源消费和煤炭消费中长期目标进行省级分解，借鉴周边省份的经济、能源、电力发展历程和阶段特点，并参考国家东中西产业转移战略，基于本省及产业转移省份的产业结构，得到人均电量预测结果以及弹性系数法预测结果，将上述两个预测结果与产业分类预测、大用户法、利用小时数分析、负荷密度预测等多种方式的结果与全国总量分解法的分解结果进行比较，最终得到综合结果。
[0036]第三模块:基于经济性替代率调峰等多目标比选的水火电受入时序评价。综合考虑能源体系与发展情况、环保成本、煤电替代率、调峰成本等技术经济条件，计算其综合得分，从而评价多目标比选时的水火电受入时序。
[0037]本申请提供的省级低碳能源规划分析解决了以下问题:
[0038]构建了基于碳减排和多区域受入电力综合比较的省级能源规划模型，对省级能源规划方法学进行拓展优化；
[0039]提出了基于全国目标分解和临近省份相似路径比较的经济电力组合预测方法；
[0040]建立了基于经济性、替代率、调峰等多目标比选的水火电受入时序评价方法;经检验，运用该套思路方法所得出的预测结果与实际运行情况基本相符；
[0041]借鉴意义强，该方法论对省政府和电力企业全面掌握电网发展环境具有重要参考价值;研究成果为国家电网公司部署跨区输电项目建设提供了决策参考，有利于提高电网投资效益，间接减少环境污染物排放。
[0042]本申请提供的分析方法对应构建了相关软件，解决了低碳省级能源规划和预测计算繁杂、工作量大且效率低的问题，开发的三个子模块分别实现了基于碳减排和多区域受电综合比较的省级能源规划、基于全国目标分解的和临近省相似路径比较的经济电力的组合预测和基于经济性替代率调峰等多目标比选的水火电受入时序评价。在软件辅助的基础上，建立模型的最终目的是形成确定基于碳减排的省级能源规划思路和方法，为整体能源规划提供科学依据，提高社会整体投资效益，间接减少环境污染物排放。
[0043]本申请还提供了省级低碳能源规划分析方法的最佳实施方式，包括以下步骤:
[0044]I)准确把握宏观经济走势，对当前各类统计社会数据、重点支撑性行业现状及前景进行分析；
[0045]2)收集影响燃煤发电的各层次、各方面影响因素的统计数据和重点监测数据，包括全国及重点省市区，包括发电标煤耗、煤电利用小时、原煤含硫率、脱硫效率、氮氧化物平均排污系数、二氧化硫、氮氧化物排放目标、铁路运力、水路运力、公路运力、煤炭产量、人口、GDP增速、国内外工业化发展近似阶段国家的及临近省份弹性系数、人均用电量、人均GDP、能耗等数据；
[0046]3)对数据进行甄别、分析、处理，使各口径与各方面数据能够相互印证和衔接；
[0047]4)将相应参数输入软件，并得到相应结果；
[0048]5)综合分析输出结果，科学调配能源并合理进行能源规划。
[0049]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0050]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种省级低碳能源规划的分析方法，包括以下步骤: A)，根据经济分析预测、能源供需预测与电力需求侧预测，确定整体需求侧的需求量； B)，根据清洁能源发展布局与煤电发展布局，确定整体供应侧的供应量； C)，确定电力供需是否平衡，若平衡则直接输出分析结果，若不平衡则进入步骤D); D)，根据能源面临的约束，比较分析外来电经济性，确定外来电受入优化策略，输出分析结果。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述分析结果包括经济指标、中长期负荷预测、清洁能源开发布局、煤电装机布局、电力电量平衡、外来电时序与方式中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述省级低碳能源规划的分析方法中还包括以下三个模块: 第一模块:确定基于碳减排和多区域受电综合比较的省级能源规划； 第二模块:确定基于全国目标分解和临近省相似路径比较的经济电力组合预测； 第三模块:基于多目标比选的水火电受入时序评价。4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述第一模块分为环保空间约束与综合比较。5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，所述环保空间约束为计算受环保空间约束的可支撑煤电装机，所述环保空间包括二氧化硫的排放与氮氧化物的排放。6.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，所述综合比较具体为: 综合比较总运力、煤炭产量和环保空间约束，找到制约要素来预判结果;所述总运力是铁路运力、水运和公路运力的总和。
【文档编号】G06Q10/04GK106056245SQ201610370864
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】唐伟, 贾德香, 单葆国, 杨为群, 朱文广, 张成龙, 吴鹏, 霍沫霖, 朱发根, 谭显东, 程虹, 肖园, 王成洁, 刘小聪, 马丁
【申请人】国家电网公司, 国网能源研究院