新型电力系统下低碳电网效益评价模型的构建与应用_李志杰.pdf
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1、 照明电气 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明198新型电力系统下低碳电网效益评价模型的构建与应用李志杰1,汪 岩21.国网江苏省电力有限公司,江苏 南京 2100242.江苏鑫顺能源产业集团有限公司管理咨询分公司,江苏 南京 210024摘要:构建以新能源为主体的新型电力系统是我国实现“双碳”目标的主要举措之一。文章基于“双碳”背景,结合新型电力系统特征,明确低碳电网效益的内涵,分析低碳电网实现路径,据此筛选低碳电网效益评价指标。基于数据包络法搭建低碳电网效益评价模型,对华东某省低碳电网投入产出效益进行评价,为提升电网低碳效益指明了方向。关键词:新型电力系统;低碳电网;电
2、网效益;评价指标;评价模型分类号:TM760引言国家发展和改革委员会、国家能源局印发的“十四五”现代能源体系规划强调了加快推动能源绿色低碳转型、推动构建新型电力系统的要求。电力行业作为碳排放的主要来源,在加快建设新型电力系统、实现“双碳”目标时,有必要加快低碳电网建设。因此,合理评价电网企业低碳化水平,使新型电力系统规划更加科学合理显得尤为重要1。目前,已有多位学者从定性、定量角度对低碳电网评价进行了研究,但由于低碳电网涉及要素广泛,且学术界暂未对“低碳电网”形成统一定义,导致低碳电网评价存在指标体系设置导向不明、评价模型适应性不足等问题。因此,构建低碳电网效益评价指标体系与评价模型,量化评价
3、电网企业低碳化水平,对新型电力系统背景下的电网低碳发展具有较强指导意义2。为此,文章在明确低碳电网效益内涵、分析新型电力系统建设背景下低碳电网实现路径的前提下,搭建低碳电网效益评价关键指标体系。结合指标特点,选取数据包络分析法(DEA)构建低碳电网效益评价模型,并以华东某省电网相关指标数据为例进行分析,实现对电网低碳效益水平的评价。1研究背景1.1 低碳电网的定义综合考虑新型电力系统建设要求,立足电网企业能源保供要求,文章将“低碳电网”定义为“围绕能源清洁低碳转型目标,发挥电网核心枢纽作用,通过清洁消纳、损耗降低、负荷整形、电能替代等多种手段,推动电源侧、电网侧、用户侧等全环节绿色低碳发展,从
4、而实现电网的清洁、安全、稳定和经济运行,达到CO2减排效果的电网”3。1.2 新型电力系统建设背景下的低碳电网实现路径电网企业不仅担负着保证电力系统安全高效、确保民生用电、支撑经济运行的职能,自身存在巨大的减排潜力,还担负着贯彻国家宏观政策,引导、推动电力节能减排,实现电力可持续发展的任务,对发电侧的清洁能源并网具有支撑作用,对用电侧的节能减排具有引导作用。因此,在促进电力行业低碳发展的过程中,电网企业承担着重要的枢纽职能。从全寿命周期角度看,需考虑设备制造、电网建设及运行全过程中可能在全社会范围内产生的碳排放4。2低碳电网效益评价模型构建2.1 选取关键指标根据新型电力系统建设背景下低碳电网
5、的实现路径,文章从绿色清洁、安全可靠和经济高效三个维度对影响电网低碳效益的关键指标进行初选、优化和终选,以此全面反映电网的低碳效益5。2.1.1 关键指标初选(1)绿色清洁的关键指标。引入省外清洁能源和作者简介:李志杰,男,硕士,高级经济师,研究方向为企业管理、战略研究。文章编号:2096-9317(2023)01-0198-03光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明电气199消纳省内清洁能源能解决省内能源供应面临的资源约束和环境约束问题,分布式电源消纳要求清洁能源的渗透率和所在区域的负荷需求适度匹配,电网自身减少碳排放的能力可通过特高压电网降损能力、新型材料与技术运用、SF
6、6回收率等体现6。(2)安全可靠的关键指标。为兼顾电网安全性与可靠性,选取指标容载比、电网最高调度负荷、供电可靠率反映电网整体运行稳定性;选取指标分布式能源接入率和储能容量占比两个指标反映电网安全灵活性。(3)经济高效的关键指标。未来大量清洁能源接入,需保障电网灵活,以应对难以预测的间歇性电源出力,其指标包括电网投资、电网设备综合损耗、利用率和市场化水平四方面7。结合上述三个维度的关键指标初选情况,得到初选指标体系,如表 1 所示。2.1.2 初选指标优化根据初选指标设计“关键指标选取调查问卷”,向电力行业专家、学者征询关键指标选取意见。共发放问卷 24 份,收回 20 份有效问卷,问卷回收率
7、为83.3%,满足对调查问卷进行统计分析的要求。根据专家打分情况,对关键指标进行排序,选取影响程度大的关键指标8。2.1.3 终选指标确定DEA 评价作为非参数模型,具有多指标综合评价、不受量纲影响、避免主观因素的特点,计算结果可提供决策单元的优化方向。文章选用 DEA 评价办法开展低碳电网效益评价,构建投入产出指标体系是 DEA 评价的关键步骤之一。投入指标:剔除“可再生能源并网比例”“可再生能源发电利用率”等华东某省电网近几年均为 100%的指标和近两年才开始统计的“绿电交易量”等指标。产出指标:选取“CO2排放量”“供电可靠率”。得到低碳电网效益评价投入产出指标,如表 2所示。2.2 构
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