岳付昌，劉晗，蘇曉東，陳曙光

(1. 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司，江蘇 連云港 222000；2. 江蘇欣礦能源科技有限公司，江蘇 徐州 221000)

低碳發(fā)展是我國在面對巨大的碳排放壓力時做出的必然選擇[1-2]，在“雙碳”目標驅(qū)動下，能源轉(zhuǎn)型在今后相當長一段時間內(nèi)會受到高度重視[3-4]。

電能替代是能源轉(zhuǎn)型的重要方式之一，各種用能環(huán)節(jié)通過電能替代的方式取代了傳統(tǒng)石油、天然氣等化石能源的使用[5]，達到降低碳排放的目的。為了引導(dǎo)更多的用戶側(cè)負荷參與電能替代，文獻[6]分析了電能替代的前景以及參與電能替代激勵方法，文獻[7-8]指出了電能替代出行方式對于碳減排的意義。上述文獻認為參與電能替代的負荷不再產(chǎn)生碳排放，然而實際上電能替代后負荷所需的電力來自發(fā)電側(cè)化石燃料的燃燒，這一過程仍會產(chǎn)生碳排放。根據(jù)電力系統(tǒng)碳計量的“全面性原則”[9]，參與電能替代的負荷需要承擔碳排放的間接責任。

隨著越來越多的用能端響應(yīng)能源轉(zhuǎn)型，亟需對電力系統(tǒng)電能替代環(huán)節(jié)的碳計量理論進行完善。為解決電能替代負荷的碳排放量計量問題，首先要分析電能替代前后負荷的能量轉(zhuǎn)換機理。文獻[10]研究電供暖替代燃煤供暖的相關(guān)技術(shù)，建立了電能替代前后的供暖模型。文獻[11]研究了電動汽車替代燃油汽車前后的電能和化石燃料的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，提出“碳熵”理論，建立熱力系統(tǒng)中熱力負荷的碳排放模型，結(jié)合電能替代負荷的碳排放轉(zhuǎn)換機理，以碳排放流法展開分析。文獻[12]將碳排放視作虛擬的網(wǎng)絡(luò)流，以耦合潮流的方式追蹤電力系統(tǒng)中的碳排放，提出了碳排放流的概念。文獻[13]在碳排放流方法基礎(chǔ)上，分析了復(fù)功率對系統(tǒng)碳排放的影響。文獻[14]根據(jù)電網(wǎng)的功率分布，解決了復(fù)功率碳排放流法無法計量網(wǎng)損碳排放的問題。文獻[15]結(jié)合儲能環(huán)節(jié)的充放電特性，研究儲能碳排放。電能替代負荷作為特殊的用能負荷，其產(chǎn)生的碳排放應(yīng)由其自身承擔。在上述碳計量方法中，電能替代負荷接入電力系統(tǒng)勢必會改變潮流分布[16]，從而導(dǎo)致電能替代負荷產(chǎn)生的間接碳排放被其他用戶側(cè)負荷分攤，這不符合碳計量“誰產(chǎn)生誰負責”的原則。

碳排放流法只能求得負荷側(cè)的碳排放量，無法分析構(gòu)成負荷側(cè)碳排放量的源側(cè)碳排放成分。文獻[17-18]為提升求解速度，將碳排放流中心求解矩陣的算力分攤到各個碳表，提出碳流的迭代特性。文獻[19]將負荷側(cè)功率拆分成源側(cè)占比，從而達到負荷側(cè)碳溯源的目的。結(jié)合碳流的迭代特性、功率拆分方法以及電能替代負荷的碳排轉(zhuǎn)換機理，本文提出考慮負荷側(cè)電能替代的區(qū)域配電網(wǎng)碳溯源方法，追蹤各個電源在網(wǎng)絡(luò)中的碳排放流動，實現(xiàn)電能替代負荷的碳排放量的公平計量。

關(guān)于碳計量的相關(guān)研究存在3個主要問題：①現(xiàn)有的碳排放流法雖然能理清負荷側(cè)的碳排放量，但是不能對負荷側(cè)的碳排放量進行溯源，無法分析負荷中含有不同發(fā)電機組的碳排放分量；②碳排放流法將電能替代負荷的碳排放分攤到了不同節(jié)點，不符合“誰產(chǎn)生誰負責”的碳排放計量準則；③電能替代需要重新計算潮流，占用算力和迭代時間，亟需一種高效的計量方法。

本文針對區(qū)域配電網(wǎng)下的碳溯源問題開展如下工作：①重新梳理碳排放流法的建立流程，結(jié)合碳排放的迭代特性，形成負荷側(cè)精準碳溯源顯性表達式；②根據(jù)電能替代負荷的特性，建立考慮電能替代的碳排放流修正模型；③以江蘇省某區(qū)域配電網(wǎng)為算例開展研究，驗證本文考慮負荷側(cè)電能替代的精準碳計量方法的有效性。

1 負荷側(cè)電能替代理論

1.1 碳排放流理論

電力行業(yè)產(chǎn)生的碳排放全部來自發(fā)電側(cè)，負荷側(cè)和網(wǎng)側(cè)并不產(chǎn)生碳排放，只起到分攤發(fā)電側(cè)碳排放量的作用。不同發(fā)電機組之間的碳排放水平可能存在差異，為了達到源-網(wǎng)-荷共同計量的目的，需要對發(fā)電機組的碳排放量進行分攤。為理清網(wǎng)側(cè)、荷側(cè)碳排放量與發(fā)電側(cè)的關(guān)系，碳排放流理論通過耦合潮流的方式實現(xiàn)碳排放責任的分攤，以虛擬的網(wǎng)絡(luò)流來衡量電力網(wǎng)絡(luò)中碳排放的流動。

1.2 電能替代

負荷側(cè)電能替代是指在用戶終端消費過程中利用電能替代煤炭、石油、天然氣等一次能源，在一定程度上控制傳統(tǒng)的化石能源消耗量，減緩環(huán)境污染物排放，從而實現(xiàn)能源綠色消費和可持續(xù)發(fā)展[20]。

傳統(tǒng)的農(nóng)場熱力環(huán)節(jié)面臨能源利用率低、碳排放量高的問題，為改善傳統(tǒng)農(nóng)場熱力系統(tǒng)的碳排放結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，促進能源轉(zhuǎn)型，可以通過負荷側(cè)電能替代的方式實現(xiàn)農(nóng)場綜合能源系統(tǒng)的碳減排。在華東區(qū)域配電網(wǎng)中，電能替代轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖1所示，參與電能替代的負荷多為農(nóng)場熱負荷。電能替代前，農(nóng)場熱負荷主要包括奶牛場、大棚和魚塘的供暖環(huán)節(jié)，其熱能直接來自熱源，產(chǎn)生的碳排放量取決于化石燃料的消耗量。電能替代后，農(nóng)場熱負荷所需能量通過“以電代熱”的形式轉(zhuǎn)換為電力節(jié)點提供。光伏、風電等分布式可再生能源取代熱泵、鍋爐等熱力機組，為農(nóng)場綜合能源系統(tǒng)中奶牛場、魚塘、大棚等環(huán)節(jié)供能，從而降低碳排放，提高能源利用效率，促進能源轉(zhuǎn)型。

圖1 電能替代關(guān)系Fig.1 Electricity substitution relationship

2 負荷側(cè)精準碳計量模型

2.1 碳排放流模型

電力系統(tǒng)碳排放流理論指的是在電力系統(tǒng)中，隨著有功潮流的變化，碳排放量也會變化的虛擬網(wǎng)絡(luò)流。這種虛擬的網(wǎng)絡(luò)流通過給每條支路上的潮流加上碳排放的標簽來實現(xiàn)。具體來說，當有功潮流在一條支路上流動時，該支路上的碳排放流也會隨之流動，從源側(cè)經(jīng)過網(wǎng)側(cè)，最終流向荷側(cè)。碳排放流理論就是對這些虛擬的網(wǎng)絡(luò)流進行計量，得到網(wǎng)絡(luò)中各個環(huán)節(jié)的碳排放水平及碳排放量。碳排放流常用2個指標來度量：①節(jié)點碳排放因子E，用于描述某一節(jié)點消費單位電量對應(yīng)的間接碳排放；②支路碳流密度ρ，用于描述某一線路流過單位電量對應(yīng)的間接碳排放。在測量儀表測量的時間間隔Δt內(nèi)，節(jié)點功率P、節(jié)點碳排放量F的關(guān)系為F=PEΔt。

碳排放流模型的求解建立在已知源側(cè)碳排放量和電力潮流數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過結(jié)合電力網(wǎng)絡(luò)關(guān)系及耦合潮流的方式，首先求得節(jié)點碳排放因子；然后以節(jié)點碳排放因子為核心，計算網(wǎng)側(cè)、負荷側(cè)碳排放量，并利用迭代法對荷側(cè)碳排放進行溯源；最后考慮負荷側(cè)電能替代的負碳效益，修正節(jié)點碳排放因子，重新計量節(jié)點碳排放量。碳指標計算流程如圖2所示。

圖2 負荷側(cè)精準碳計量建立流程Fig.2 Establishment process for precise carbon metering on load side

2.1.1 發(fā)電側(cè)碳排放模型

發(fā)電機組作為直接的碳排放源，應(yīng)先理清發(fā)電側(cè)的碳排放量，再結(jié)合電力系統(tǒng)潮流，構(gòu)建碳計量模型。發(fā)電機組產(chǎn)生的碳排放量全部來自于發(fā)電廠發(fā)電所消耗的化石燃料[21]，根據(jù)不同能源類型化石燃料所產(chǎn)生的碳排密度和燃料質(zhì)量之間的關(guān)系可以得到

(1)

發(fā)電機組的碳排放因子等于發(fā)電機組碳排放量與功率、測量時間的比值，即

(2)

式中：PG，t=[PG，1，tPG，2，t…PG，n，t…PG，A，t]T為發(fā)電機組出力矩陣，其元素PG，n，t為與節(jié)點n相連的發(fā)電機在t時段的發(fā)電功率，A為節(jié)點總數(shù)；EG，t=[eG，1，teG，2，t…eG，n，t…eG，A，t]T為發(fā)電機在t時段內(nèi)的碳排放因子矩陣，其元素eG，n，t為與節(jié)點n相連的發(fā)電機在t時段的碳排放因子。

分布式電源為清潔能源，發(fā)電過程中不產(chǎn)生碳消耗，因此分布式電源的碳排放因子

eDG，n=0.

(3)

2.1.2 網(wǎng)側(cè)碳排放模型

圖3為潮流示意圖，針對節(jié)點n，其上游線路為i，下游線路為j，根據(jù)節(jié)點碳排放因子的定義，該節(jié)點的碳排放因子

圖3 潮流示意圖Fig.3 Flow diagram

(4)

式中：EN，t=[e1，te2，t…en，t…eA，t]T為t時段節(jié)點碳排放因子矩陣，其元素en，t為t時段節(jié)點n的碳排放因子；Pi→n，t為流入節(jié)點n的支路i的功率；ρi→n，t為流入節(jié)點n的支路i的碳排放流密度；N+為流入節(jié)點n的所有支路的集合。

根據(jù)碳排放流定義，在潮流方向下，線路碳流密度與其端節(jié)點碳排放因子相等，即滿足

en，t=ρj，t.

(5)

式中ρj，t為支路碳流密度。

結(jié)合式(4)和式(5)可得

(6)

式中：ηN，n=(0，0，…1，…，0)為A維單位列向量，其第n個元素為1；PB，t為A×A維支路潮流分布矩陣，其對角元素為0，非對角元素為支路的正向功率，其余元素為0。

根據(jù)功率守恒，可得

(7)

式中：PN，t為A×A維支路有功通量矩陣，其非對角元素為0，對角元素為節(jié)點功率。結(jié)合式(6)和式(7)可得

(8)

由于PN，t為對角陣，將式(8)擴充至全系統(tǒng)維度，可得

(9)

整理后可以得到系統(tǒng)所有節(jié)點的碳排放因子計算公式為

(10)

通過碳流率計算公式，可以求解得到支路碳流密度分布矩陣

RB，t=(PB，t+Ploss，t)diag(EN，t).

(11)

式中：Ploss，t為支路損耗分布矩陣；diag(EN，t)表示將EN，t轉(zhuǎn)為對角矩陣。

2.1.3 荷側(cè)碳排放模型

支路碳流密度與上游節(jié)點碳排放因子相等，流入節(jié)點的碳流密度等于上游線路碳流密度之和，因此荷側(cè)碳排放因子與其上游節(jié)點的碳排放因子相等，荷側(cè)碳排放量矩陣

(12)

式中：FM的元素Fm為用戶m的碳排放量；PM，t為荷側(cè)用電量矩陣，其元素Pm，t為用戶m的用電量；T為總時段數(shù)。

2.2 負荷側(cè)碳排放溯源模型

負荷側(cè)碳排放溯源模型能精準計量節(jié)點所含不同發(fā)電機組碳排放量，厘清碳排放轉(zhuǎn)換關(guān)系。結(jié)合支路碳流密度與上游節(jié)點碳排放因子相等的概念，可以對節(jié)點n碳排放因子中所含發(fā)電機組碳排放占比進行推導(dǎo)。根據(jù)式(4)，得出節(jié)點碳排放因子迭代方程的分量形式為：

(13)

由于支路碳流密度與上游節(jié)點碳排放因子相等，發(fā)電機組n的碳排放量僅由其下游節(jié)點分攤，而不對上游節(jié)點產(chǎn)生影響，假設(shè)其下游共有L個節(jié)點，構(gòu)建其下游節(jié)點集合U，并用n+l表示潮流方向下節(jié)點l的遞增關(guān)系，結(jié)合式(13)可以推導(dǎo)出發(fā)電機組n在第l個節(jié)點的碳排放占比

(14)

(15)

式(14)中Fl為節(jié)點l的碳排放量。

發(fā)電機組n在其下游負荷的碳排放量分攤為

Fn，l=Fl·xn，l.

(16)

式中Fn，l為與節(jié)點l相連的負荷中含有發(fā)電機組n碳排放的分量。

2.3 負荷側(cè)電能替代模型

負荷側(cè)加入電能替代環(huán)節(jié)后，替代節(jié)點相當于并入新的電力負荷，傳統(tǒng)的碳排放流方法通過再次計算碳流的方式將參與替代負荷的碳排放量分攤到各個節(jié)點。然而，在熱負荷方面產(chǎn)生的碳排放量應(yīng)由熱負荷本身承擔，將參與替代的負荷碳排放量分攤到各個節(jié)點的形式顯然不符合碳排放的分攤原則。

本研究針對電能替代時面臨的碳排放責任分攤問題，以空氣源熱泵為例，搭建熱負荷加入電能替代前后的精準碳計量模型。假定實施電能替代之前，節(jié)點熱負荷主要由燃煤鍋爐產(chǎn)生的熱力提供，此時的碳排放量主要取決于化石燃料的消耗量Ffuel。t時段所需供熱量

(17)

式中：Hn，t為t時段節(jié)點n的熱負荷需求；β為室外供熱管網(wǎng)輸送效率。

根據(jù)能量守恒定律，可以推導(dǎo)熱負荷所消耗發(fā)電側(cè)的燃煤量為

(18)

氣源熱泵的耗電量計算公式為

(19)

此時負荷側(cè)的碳排放量主要取決于電能的消耗量，二者之間的關(guān)系為

Fheat，t=Pheat，ten，t.

(20)

式中Fheat，t為熱負荷等效電力節(jié)點n的碳排放量。

電能替代之后，負荷側(cè)用能效率提高，即消耗同樣的電量用能效益更高，可等效為負荷側(cè)相較于電能替代前碳排放量減少。當系統(tǒng)中有某個負荷參與電能替代時，其減碳效益為

ΔFLm，t=Fbefore，t-Fafter，t.

(21)

式中：ΔFLm，t=[ΔFLm1，t… ΔFLmn，t… ΔFLmA，t]為電能替代負荷減碳效益矩陣，其元素ΔFLmn，t為節(jié)點n的減碳效益，其值為正數(shù)，若該節(jié)點未參與電能替代，則該節(jié)點元素為0；Fbefore，t=[Fbefore1，t…Fbeforen，t…FbeforeA，t]為電能替代前碳排放量矩陣，其元素Fbeforen，t為電能替代負荷燃燒化石燃料產(chǎn)生的碳排放量；Fafter，t=[Fafter1，t…Faftern，t…FafterA，t]為電能替代后碳排放量矩陣，其元素Faftern，t為電能替代負荷等效電力節(jié)點n的碳排放量。

替代前后碳排放因子增量矩陣

(22)

式中：E′N，t為電能替代后的碳排放因子矩陣；PL，t為電能替代后節(jié)點功率矩陣。

采用電能替代后的修正值ΔEN，t來表示t+1時段修正后的碳排放因子。修正前t+1時段的碳排放因子

(23)

修正后t+1時段的碳排放因子

E′N，t+1=EN，t+1-ΔEN，t.

(24)

電能替代后t+1時段的碳排放量

F′Lm，t+1=PL，t+1E′N，t+1Δt.

(25)

3 案例分析

本文基于華東某地農(nóng)場的配電網(wǎng)展開研究，針對其不同時間尺度下的碳排放數(shù)據(jù)進行仿真計算，分析其電能替代前后的效益，驗證本文所提碳計量方法的有效性。

華東農(nóng)場的電能主要來源為：①農(nóng)場本地電源，包括沼氣發(fā)電、光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等電源類型；②園區(qū)外送入電量，華東本地煤電是最主要的電能來源，同時也包括風電和潮汐發(fā)電。由于農(nóng)場區(qū)外來電成分復(fù)雜，區(qū)外碳計量難以核算，為方便評估，本文將區(qū)外來電全部等效為超臨界600 MW級機組的發(fā)電量。

發(fā)電側(cè)機組中燃料的純度、類型和能源利用率存在差異，導(dǎo)致不同發(fā)電機組碳排放量有所不同。結(jié)合不同能源產(chǎn)生的碳排放量與發(fā)電機組的發(fā)電功率，可以得到各類型發(fā)電機組的發(fā)電碳排放因子，見表1。

表1 不同類型發(fā)電機組發(fā)電碳排放因子Tab.1 Carbon emission factors for different types of power generation units

華東農(nóng)場的配電網(wǎng)拓撲架構(gòu)如圖4所示，其中節(jié)點1由區(qū)外供電，節(jié)點2由燃氣機組供電，節(jié)點3、24裝配了沼氣機組，節(jié)點6設(shè)有大規(guī)模光伏機組，各類機組容量見表2。系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)來自農(nóng)場智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)，潮流信息分辨率為1 h。

表2 農(nóng)場發(fā)電機組容量及位置Tab.2 Capacity and location of farm generator units

圖4 農(nóng)場配電網(wǎng)拓撲架構(gòu)Fig.4 Farm distribution network topology architecture

3.1 碳排放流方法驗證

根據(jù)華東農(nóng)場配電網(wǎng)的負荷側(cè)數(shù)據(jù)及發(fā)電側(cè)數(shù)據(jù)，采用碳排放流的計算模型求得網(wǎng)損碳排放量、負荷側(cè)碳排放量。通過對比源側(cè)各機組碳排放量和網(wǎng)、荷側(cè)碳排放量，驗證本文碳排放流模型的準確性。

以6 h為時間尺度，計算某日的源、網(wǎng)、荷側(cè)碳排放量，結(jié)果見表3。由表3可知，源側(cè)碳排總量為26.475 t，網(wǎng)損碳排放量為0.602 t、荷側(cè)碳排放量為25.873 t。源側(cè)碳排放量等于網(wǎng)、荷側(cè)的碳排放量之和，說明本文所用碳排放流法能準確計算各個環(huán)節(jié)的碳排放量。

表3 某日的源、網(wǎng)、荷側(cè)碳排放量Tab.3 Carbon emissions on generation，grid and load side for a certain day

3.2 精準碳溯源結(jié)果分析

本文將碳排放結(jié)果按照日、月、年3種時間尺度進行分析，不同電源碳排放量在負荷側(cè)的分攤結(jié)果如圖5所示。在圖5(a)中：位于節(jié)點1的煤電機組，其碳排放順著潮流方向，按照不同比例分攤到了與節(jié)點1—33相連的負荷；節(jié)點24、25的碳排放成分中包含了燃煤機組1、燃氣機組2、沼氣機組3、沼氣機組24；分布式可再生能源并不產(chǎn)生碳排放，因此各個節(jié)點中不包含光伏機組6的碳排放分量。需要指出的是，在發(fā)生潮流反向后，各機組的碳排放分布會變得更加復(fù)雜，例如當節(jié)點24發(fā)生潮流反向時，原本碳排放只分布在節(jié)點24、25的沼氣機組可能會向節(jié)點23、3等部分上游節(jié)點分布。

圖5 不同電源碳排放量在負荷側(cè)的分攤結(jié)果Fig.5 Allocation of carbon emissions from different power sources on load side

精細化碳溯源能夠區(qū)分節(jié)點在不同時段的主要作用碳源，可為區(qū)域碳減排提供數(shù)據(jù)支撐。針對主要作用碳源為碳排放因子較高機組的節(jié)點，可以在上游支路節(jié)點加強光伏、沼氣的供能，從而在源側(cè)有針對性地實施減排。同時，對于碳排放較高的節(jié)點，可以通過實施負荷側(cè)低碳需求響應(yīng)來引導(dǎo)用戶側(cè)節(jié)能減排，從而在荷側(cè)實施減排。

碳溯源結(jié)果分析可以得到如下結(jié)論：

a)不同發(fā)電機組碳排放量從發(fā)電機組所在節(jié)點順著潮流方向，按照不同比例分攤；

b)發(fā)電機組碳排放量在一個支路節(jié)點到另一個支路節(jié)點間的區(qū)域占比不會發(fā)生變化；

c)分布式電源不產(chǎn)生碳排放，占比為0；

d)不同電源類型在負荷側(cè)分攤的碳排放量隨時間變化，受機組出力和負荷側(cè)用電量影響。

同時，根據(jù)圖5中內(nèi)容可以分析不同時間尺度的區(qū)域配電網(wǎng)荷側(cè)碳排放量，以日、月為時間尺度的碳排放計量通過對以小時為時間尺度的碳排放求和得到。在以小時為時間尺度時，可以看出中午前后用能較多，但午時新能源出力達到峰值，所以部分節(jié)點午時碳排放甚至低于夜間碳排放。以日為時間尺度時，在天氣狀況較差的時段，分布式電源出力降低(見表4)，區(qū)域碳排放量明顯提高，同時部分節(jié)點周末碳排放量高于工作日碳排放量。以月為時間尺度時，夏季沼氣出力增多，因此沼氣機組夏季碳排放量占比升高。

表4 天氣情況及光伏出力系數(shù)(2023年6月)Tab.4 Weather conditions and photovoltaic output coefficient in June，2023

綜上可知：在短時間尺度內(nèi)，日負荷曲線、光照強度對荷側(cè)碳排放影響較高；在長時間尺度內(nèi)，荷側(cè)碳排放受工作日、季節(jié)、節(jié)假日、天氣等影響更為明顯。從荷側(cè)溯源成分考量不同時間尺度下的碳排放量，可以滿足電力系統(tǒng)高分辨率的短期測量和低分辨率的長期測量要求，在短期監(jiān)測中維持數(shù)據(jù)的準確性，在長期監(jiān)測中提供碳排放的波動范圍。

本文所建立的荷側(cè)碳溯源模型可為電力系統(tǒng)碳減排的有效評估提供更為準確的方法，為電力系統(tǒng)“雙碳”目標的實施提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.3 負荷側(cè)電能替代結(jié)果分析

本研究中，農(nóng)場內(nèi)奶牛場和沼氣發(fā)酵的供熱環(huán)節(jié)參與了電能替代。電能替代前后節(jié)點碳排放因子、碳排放量變化情況如圖6、7所示，當熱力系統(tǒng)中奶牛場和沼氣發(fā)酵供熱被電力節(jié)點11、19替代時，節(jié)點11、19的碳排放因子均明顯提高。

圖6 電能替代前后節(jié)點碳排放因子變化情況Fig.6 Node carbon emission factors before and after electricity substitution

為了驗證碳排放因子修正結(jié)果的準確性，圖7還對比了碳勢修正和潮流修正的結(jié)果?？梢钥闯觯禾紕菪拚龑崃ο到y(tǒng)碳排放分攤到各個節(jié)點，整體碳排放因子上升，碳勢修正后的各節(jié)點的碳排放量略高于替代前的碳排放量，計量精準，但無法理清電能替代的精準結(jié)果；碳勢修正中，節(jié)點11、19的碳排放因子受替代效益影響明顯提升，節(jié)點11、19碳排放量明顯高于替代前碳排放量，而其他節(jié)點碳排放因子與電能替代前的碳排放量相同。

圖7 電能替代前后碳排放量變化情況Fig.7 Node carbon emissions before and after electricity substitution

本文所提的負荷側(cè)電能替代方法在碳排放流的基礎(chǔ)上對碳排放因子進行修正，驗證了負荷側(cè)電能替代的減排效益，減少了重新計算碳流的時間，實現(xiàn)了配電網(wǎng)的低碳運行和用戶側(cè)的節(jié)能減碳。

4 結(jié)束語

本文以電力系統(tǒng)碳排放流理論為基礎(chǔ)，分析華東地區(qū)某配電網(wǎng)的碳排放量。根據(jù)碳排放流法的迭代特性構(gòu)建了碳溯源模型，驗證了從荷側(cè)追蹤源側(cè)碳排放的碳溯源模型的有效性；結(jié)合電能替代負荷碳排放轉(zhuǎn)換機理，實現(xiàn)了對電能替代負荷碳排放的公平劃分；通過碳勢修正方法與潮流修正方法的碳計量結(jié)果對比，驗證了考慮負荷側(cè)電能替代模型的有效性。

本文所提的方法能夠明確表達負荷側(cè)碳溯源關(guān)系，細化節(jié)點指標；碳排放因子修正方法可避免重新采集潮流數(shù)據(jù)，提升碳計量求解速度。本研究將進一步優(yōu)化碳排放流矩陣的求解速度，為碳達峰、碳中和提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐，為區(qū)域配電網(wǎng)減碳指標考核、節(jié)能技術(shù)有效性評估等提供科學(xué)準確的量化結(jié)果。