智慧“能源+双碳”服务平台的建设与应用VIP专享VIP免费

特别策划 3
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供用电
DISTRIBUTION & UTILIZATION
第39卷 第2期
2022 年 2 月
新形势下智慧“能源 + 双碳”服务平台的建设与应用
陈赟 1刘昌维 2潘智俊 1王晓慧 1李永庆 3李琳 3
1国网上海市电力公司浦东供电公司上海 2001202国网信息通信产业集团有限公司北京 1000003天津市普
迅电力信息技术有限公司天津 300300
要:为顺应国家能源革命和双碳战略目标积极响应关于建立完善绿色低碳技术评估交易体系和
科技创新服务平台的整体要求开展了新形势政策下的智慧能源+双碳服务平台的研究与开发以区域
智慧能源服务平台为研究基础依托能源大数据应用从政府企业交易市场三方视角聚焦碳资产全过
程管理开展智慧能源+双碳服务平台的建设工作平台通过汇聚海量能源信息结合大数据人工智
能等先进技术研究碳核算方法计算方法及预测方法并形成标准算法模型构建碳监测体系碳评估体
碳排放预测体系构建双碳能源数智产品为政府提供碳监测辅助能碳管理为企业提供
分析指导节能降碳为交易市场提供碳核证优化资源配置推动社会经济的绿色高质量发展
关键词:碳达峰碳中和智慧能源信息化平台数字化能碳应用
中图分类号:TM72 文献标志码:A DOI10.19421/j.cnki.1006-6357.2022.02.003
[引文信息]陈赟刘昌维潘智俊新形势下智慧能源+双碳服务平台的建设与应用J]. 供用电2022392): 15-21
CHEN YunLIU ChangweiPAN Zhijunet alThe construction and application of a smart "energy + dual carbon" service platform
under the new situationJ]. Distribution & Utilization2022392): 15-21
基金项目:国网上海市电力公司科技项目“智慧城市能源云平
台设计开发实施项目”(7109211900XZ)
Supported by State Grid Shanghai Municipal Electric Power
Company(7109211900XZ)
0 引言
为了缓解全球气候变化对人类生产、生活带来的
不良影响,越来越多的国家将“碳中和”上升为国家
战略1
2020年,作为世界上最大的发展中国家和
最大煤炭消费,中国基于推动实现可持续发展的
内在要求和构建人类命运共同体的责任担当,宣布了
3060”碳达峰、碳中和的目标愿景。国家主席习近平
要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布
局,建立完善绿色低碳技术评估、交易体系和科技创
新服务平台。相较于其他发达国家,中国实现“双
碳”目标面临排放总量大、减排时间紧、制约因素多
等不可忽视的问题,对于整个能源行业的产业结构、
安全运行和新能源消纳等方面提出了巨大挑战,但也
为以电力为核心的能源信息行业带来了前所未有的机
遇。根据国际能源署(IEA)统计,2019年中国碳排
放总量113亿t,能源领域碳排放量98亿t,占全国总量
87%,其中,电力行业碳排放42亿t,占全国总量的
37%2
。因此,实现碳达峰、碳中和,能源行业是主
战场,电力企业是主力军3
20213月,国家电网有
限公司发布“碳达峰、碳中和”行动方案,提出了6
方面18项的具体举措,力求在能源供给侧构建多元化
清洁能源供应体系,在能源消费侧全面推进电气化和
节能增效,其中,上海、四川、浙江、青海等省(市)
公司也积极开展以碳监测分析平台为重点的建设工作。
本文以区域智慧能源服务平台为基础,针对数字
化能碳创新应用的模块研发和市场运营进行了深入研
究。构建了适用于平台的多元能源异构数据汇集和分
析方法、基于“源---储”互动调度的能效优化方
法以及基于“能--碳”算法模型的碳排监测、碳评
估与碳排放预测体系4
。挖掘政府机构、工业企业、
电网公司、能源服务商以及第三方检测机构等碳服务
市场主体客户的深层需求,打造涵盖全方位碳监测与
计量、多维度碳分析与评估、综合性碳资产管理以及
个性化碳账户与减排等功能服务的“能源+双碳”一
体化管控平台5
。本文研究结果为后续相关“双碳”
平台及应用建设提供了实践与理论支撑,推动了数智
双碳综合服务生态圈的进程。但本文在碳排放监测算
法的研究尚处于实践初级阶段,后续将加大力度在示
范应用中持续优化完善相关模型指标6
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1 智慧“能源+双碳”服务平台总体定位
1.1 总体定位
智慧“能源+双碳”服务平台的开发与应用,顺应
国家能源革命和“双碳”战略目标7
,为政府机构、企
业、电网公司、能源服务商、第三方机构等市场主要客
户群体,提供实现全方位碳监测与计量、多维度碳分析
与评估、综合性碳资产管理、个性化碳账户与减排服务
等功能,打造“能源+双碳”的一体化智慧管控大脑和
资源中枢,助力数智双碳综合服务生态圈的构建8
1.2 服务对象
该平台面向政府机构、企业、市场3个方面客户,
针对不同用户提供多维能碳数据增值服务和定制化能
碳服务产品9
。面向政府,助力政府统筹管控,实
现碳治理数据真实有效、管理科学高效、辅助监管
核查,推动政府侧碳治理科学化10
;面向企业,助
力企业节能减排,实现碳排放监测标准化、数据智能
化、决策专业化,推动企业侧碳排放智慧化11
;面
向市场,助力市场资源优化配置,提升碳交易效益与
效率,提供多样化交易策略,辅助碳代理交易,推动
市场侧碳交易灵活化12
1.2.1 服务政府机构
面向国家发展和改革委员会与生态环境部等主管
部门提供碳计量监测、碳分析评价、碳规划、配额测
算等能源监管和辅助决策服务13
;面向能源主管部
门提供能耗监测、供需分析、“双碳”形势分析等各
能源品种的数据共享和价值挖掘服务14
;面向金融
主管部门提供企业碳画像、碳信用评级、碳普惠等绿
色金融辅助服务。
1.2.2 服务企业
面向电网公司提供碳市场新兴业务,构建绿色低
碳品牌,形成“双碳+新能源”的新业态、新技术;
提供用户碳账户、碳资产管理、碳信用画像、交易撮
合等客户服务辅助服务;提供“双碳”约束下的供需
预测、清洁能源装机结构、碳规划服务;面向专业机
构(如综合能源服务公司)提供信息采集15
、数据
支撑以及平台运营等服务;面向各类企业用户提供减
排管理、用能诊断、能效提升、电能替代服务16
1.2.3 服务市场
面向控(减)排企业、咨询(核证)机构提供配
额管理、交易管理、交易行情分析、监测、报告等服
17
;面向产业链上下游(买方卖方)提供碳减排、
碳普惠等与电力交易密切相关的碳交易撮合和碳金融
服务;面向行业专业机构(研究机构、高校)提供信
息采集和数据支撑18
;面向社会大众提供信息咨询、
在线培训、能力提升、低碳活动等服务19
2 平台建设内容
2.1 平台架构构建
2.1.1 总体架构
平台的总体架构采用成熟的IAASPAAS
SAAS云架构,基于底层数据的采集、辨识、上传,
通过数据挖掘、数据分析等手段,为智慧“能源+
碳”功能应用提供支持20
,通过大屏监控、Web端应
用和移动APP3种对外服务手段,实现4个面向的服
务输出。平台总体架构见图1
政府
能源企业
能源管理
能源监控
能源交易
能源服务
能源应用
人工智能
大数据服务
区块链
数字双碳技术
双碳服务
能源服务市场
能源客户
移动
APP
Web
端应用
大屏监控
服务
手段
报告
文本
指标
数据
建筑
数据
实时
数据
环境
数据
经济
数据
预警
事件
位置
信息
人口库
政务库
人口库 政务库
人口库
统计
数据
算法库
GIS
摄像头
多表
集抄
多表
集抄
多表
电能
监测
电能
监测
电能
能源站
第三方
平台
终端用户
微电网
政府平台
数据
采集
数据
处理
数据
分析
功能
应用
服务
对象
技术
标准
平台具备
广泛的开
放性
提供标准
数据接
和协议
平台提供
二次开发
公共服务
1平台总体架构
Fig.1 Overall architecture of platform
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2.1.2 应用架构
平台可以提供碳配额、区域碳监测分析、碳排放
报告与核查、碳咨询、企业碳资产管理、企业碳减
排、碳账户等数字化能碳应用21
。平台应用架构见
2
碳配额
企业碳配额测算
企业碳配额比对
企业履约预估
配额盈缺分析
区域碳监测分析
碳排放核算体系
双碳指标评估
碳排放全景地图
分区指标分析
分行业指标分析
重点企业指标分析
数据归集
碳排放辅助披露
碳排放核查报告
碳排放盘查报告
核算模型库
因子数据库
碳排放报告与核查
碳咨询
碳咨询服务
碳减排分析报告
碳认证辅助服务
交易行情分析报告
企业碳资产管理
企业碳减排
减排潜力分析
减排方案对比分析
减排成效评估
需求响应
综合能源服务
数据处理
年度清缴
辅助碳交易
履约进度跟踪
企业履约计划
企业碳排放核算
碳排放监测
碳码应用
绿能码
碳积分
碳账户
楼宇碳数据
楼宇用电量
楼宇用能特征
第三方生产管理系统
政府侧平台
园区碳排数据
园区用电量
园区用能结构
数据集成或系统填报
外部系统或数据采集
企业上报数据
能源大数据中心
营销业务应用系统
电网系统
数据集成、服务调用
用采信息采集系统
碳排放核算
碳监测分析
行业用电量
企业与行业对应关系
行业用能数据
企业碳资产数据
企业碳排放配额
企业履约进度信息
碳交易
碳交易价格
碳交易额度
用电量
行业用能结构
区域用电数据
分区用能数据
CCER
项目管理
2平台应用架构
Fig.2 Application architecture of platform
通过碳排放折算和经济数据融通支撑科学测算,
面向区域、行业产业、企业各级维度,实现碳排放测
算、监测及减碳决策建议等功能22
;辅助企业开展
碳资产管理、碳履约跟踪、碳核查报告自动生成、碳
生态服务;构建用户碳效码、碳账户、绿电积分等服
务体系,对企业、楼宇、园区等用户的节能减排行为
价值进行量化、统计23
;做好定额分配制度下碳交
易体系支撑,开展碳市场行情分析,撮合交易,充分
挖掘企业碳资产价值。整体带动产业链、供应链上下
游,共同推动能源电力从高碳向低碳、从以化石能源
为主向以清洁能源为主转变,积极推动“双碳”目标
实现。
2.2 关键技术研究
针对研究过程中多能源子系统业务相互独立、综
合能源利用效率有待提高等问题,平台针对性地开展
了多元能源异构数据汇集和分析、“源---储”互
动调度的能效优化方法等方向的研究24
2.2.1 多元能源异构数据汇集和分析方法
平台通过构建客户用能标准化模型和评价指标
库,形成了靶向性的能源数据分析评价体系,为制造
业、电力、租赁和商务服务业、金融业、软件和信息
技术服务业等众多行业客户提供更高效精准的分析服
25
,简化了电、水、气、热等能源数据平台接入
适配和靶向性目标客户分析流程。形成了一种融合安
全认证与机器学习算法的多元能源异构数据汇集和分
析方法,解决了各能源因复杂多样的性质与特征导致
的数据适配难题。
2.2.2 基于“源-网-荷-储”互动调度的能效优化方法
平台基于公共楼宇室内结构,建立能源容量数学
模型,根据目标函数与约束条件,采用混合整数线性
或非线性规划方法完成综合能效计算。基于各分支能
源系统制定优化模型,对总容量进行连续优化直至计
算出各个优化子问题的最优和次优解。通过实施综合
能效优化计算,充分协调利用区域可利用的新能源形
式,支持风能、太阳能、电动汽车等,实现能源的高
效利用。形成了基于 “源---储”互动调度的能效
优化方法,攻克了能源行业计算综合能效和能量管理
等难题。
2.3 重点内容研究
本项目针对碳排放监测数智化程度低,缺乏对
“碳达峰、碳中和”评价指标与实现路径的分析、评
估和指导的痛点难点问题,基于能源大数据价值挖
掘,利用大数据技术、人工智能等先进的信息技术,
重点进行了“能--碳”算法模型服务的研究与应用,
特别策划315供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月新形势下智慧“能源+双碳”服务平台的建设与应用陈赟1,刘昌维2,潘智俊1,王晓慧1,李永庆3,李琳3(1.国网上海市电力公司浦东供电公司,上海200120;2.国网信息通信产业集团有限公司,北京100000;3.天津市普迅电力信息技术有限公司,天津300300)摘要:为顺应国家能源革命和“双碳”战略目标,积极响应关于建立完善绿色低碳技术评估、交易体系和科技创新服务平台的整体要求,开展了新形势政策下的智慧“能源+双碳”服务平台的研究与开发。以区域智慧能源服务平台为研究基础,依托能源大数据应用,从政府、企业、交易市场三方视角,聚焦碳资产全过程管理,开展智慧“能源+双碳”服务平台的建设工作。平台通过汇聚海量能源信息,结合大数据、人工智能等先进技术,研究碳核算方法、计算方法及预测方法并形成标准算法模型,构建碳监测体系、碳评估体系、碳排放预测体系,构建“双碳”能源数智产品,为政府提供“碳监测”辅助能碳管理、为企业提供“碳分析”指导节能降碳、为交易市场提供“碳核证”优化资源配置,推动社会经济的绿色高质量发展。关键词:碳达峰;碳中和;智慧能源;信息化平台;数字化能碳应用中图分类号:TM72文献标志码:ADOI:10.19421/j.cnki.1006-6357.2022.02.003[引文信息]陈赟,刘昌维,潘智俊,等.新形势下智慧“能源+双碳”服务平台的建设与应用[J].供用电,2022,39(2):15-21.CHENYun,LIUChangwei,PANZhijun,etal.Theconstructionandapplicationofasmart"energy+dualcarbon"serviceplatformunderthenewsituation[J].Distribution&Utilization,2022,39(2):15-21.基金项目:国网上海市电力公司科技项目“智慧城市能源云平台设计开发实施项目”(7109211900XZ)。SupportedbyStateGridShanghaiMunicipalElectricPowerCompany(7109211900XZ).0引言为了缓解全球气候变化对人类生产、生活带来的不良影响,越来越多的国家将“碳中和”上升为国家战略[1]。2020年,作为世界上最大的发展中国家和最大的煤炭消费国,中国基于推动实现可持续发展的内在要求和构建人类命运共同体的责任担当,宣布了“3060”碳达峰、碳中和的目标愿景。国家主席习近平强调,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,建立完善绿色低碳技术评估、交易体系和科技创新服务平台。相较于其他发达国家,中国实现“双碳”目标面临排放总量大、减排时间紧、制约因素多等不可忽视的问题,对于整个能源行业的产业结构、安全运行和新能源消纳等方面提出了巨大挑战,但也为以电力为核心的能源信息行业带来了前所未有的机遇。根据国际能源署(IEA)统计,2019年中国碳排放总量113亿t,能源领域碳排放量98亿t,占全国总量的87%,其中,电力行业碳排放42亿t,占全国总量的37%[2]。因此,实现碳达峰、碳中和,能源行业是主战场,电力企业是主力军[3]。2021年3月,国家电网有限公司发布“碳达峰、碳中和”行动方案,提出了6个方面18项的具体举措,力求在能源供给侧构建多元化清洁能源供应体系,在能源消费侧全面推进电气化和节能增效,其中,上海、四川、浙江、青海等省(市)公司也积极开展以碳监测分析平台为重点的建设工作。本文以区域智慧能源服务平台为基础,针对数字化能碳创新应用的模块研发和市场运营进行了深入研究。构建了适用于平台的多元能源异构数据汇集和分析方法、基于“源-网-荷-储”互动调度的能效优化方法以及基于“能-电-碳”算法模型的碳排监测、碳评估与碳排放预测体系[4]。挖掘政府机构、工业企业、电网公司、能源服务商以及第三方检测机构等碳服务市场主体客户的深层需求,打造涵盖全方位碳监测与计量、多维度碳分析与评估、综合性碳资产管理以及个性化碳账户与减排等功能服务的“能源+双碳”一体化管控平台[5]。本文研究结果为后续相关“双碳”平台及应用建设提供了实践与理论支撑,推动了数智双碳综合服务生态圈的进程。但本文在碳排放监测算法的研究尚处于实践初级阶段,后续将加大力度在示范应用中持续优化完善相关模型指标[6]。特别策划316供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月1智慧“能源+双碳”服务平台总体定位1.1总体定位智慧“能源+双碳”服务平台的开发与应用,顺应国家能源革命和“双碳”战略目标[7],为政府机构、企业、电网公司、能源服务商、第三方机构等市场主要客户群体,提供实现全方位碳监测与计量、多维度碳分析与评估、综合性碳资产管理、个性化碳账户与减排服务等功能,打造“能源+双碳”的一体化智慧管控大脑和资源中枢,助力数智双碳综合服务生态圈的构建[8]。1.2服务对象该平台面向政府机构、企业、市场3个方面客户,针对不同用户提供多维能碳数据增值服务和定制化能碳服务产品[9]。面向政府,助力政府统筹管控,实现碳治理数据真实有效、管理科学高效、辅助监管核查,推动政府侧碳治理科学化[10];面向企业,助力企业节能减排,实现碳排放监测标准化、数据智能化、决策专业化,推动企业侧碳排放智慧化[11];面向市场,助力市场资源优化配置,提升碳交易效益与效率,提供多样化交易策略,辅助碳代理交易,推动市场侧碳交易灵活化[12]。1.2.1服务政府机构面向国家发展和改革委员会与生态环境部等主管部门提供碳计量监测、碳分析评价、碳规划、配额测算等能源监管和辅助决策服务[13];面向能源主管部门提供能耗监测、供需分析、“双碳”形势分析等各能源品种的数据共享和价值挖掘服务[14];面向金融主管部门提供企业碳画像、碳信用评级、碳普惠等绿色金融辅助服务。1.2.2服务企业面向电网公司提供碳市场新兴业务,构建绿色低碳品牌,形成“双碳+新能源”的新业态、新技术;提供用户碳账户、碳资产管理、碳信用画像、交易撮合等客户服务辅助服务;提供“双碳”约束下的供需预测、清洁能源装机结构、碳规划服务;面向专业机构(如综合能源服务公司)提供信息采集[15]、数据支撑以及平台运营等服务;面向各类企业用户提供减排管理、用能诊断、能效提升、电能替代服务[16]。1.2.3服务市场面向控(减)排企业、咨询(核证)机构提供配额管理、交易管理、交易行情分析、监测、报告等服务[17];面向产业链上下游(买方卖方)提供碳减排、碳普惠等与电力交易密切相关的碳交易撮合和碳金融服务;面向行业专业机构(研究机构、高校)提供信息采集和数据支撑[18];面向社会大众提供信息咨询、在线培训、能力提升、低碳活动等服务[19]。2平台建设内容2.1平台架构构建2.1.1总体架构平台的总体架构采用成熟的IAAS、PAAS和SAAS云架构,基于底层数据的采集、辨识、上传,通过数据挖掘、数据分析等手段,为智慧“能源+双碳”功能应用提供支持[20],通过大屏监控、Web端应用和移动APP这3种对外服务手段,实现4个面向的服务输出。平台总体架构见图1。政府能源企业能源管理能源监控能源交易能源服务能源分析能源应用人工智能大数据服务区块链数字双碳技术双碳服务能源服务市场能源客户移动APPWeb端应用大屏监控服务手段报告文本指标数据建筑数据实时数据环境数据经济数据预警事件位置信息人口库政务库人口库政务库人口库统计数据算法库GIS库摄像头多表集抄多表集抄多表电能监测电能监测电能能源站第三方平台终端用户微电网政府平台数据采集数据处理数据分析功能应用服务对象技术标准SAASPAASPAASIAAS平台具备广泛的开放性提供标准的数据接口和协议平台提供二次开发公共服务图1平台总体架构Fig.1Overallarchitectureofplatform特别策划317供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月2.1.2应用架构平台可以提供碳配额、区域碳监测分析、碳排放报告与核查、碳咨询、企业碳资产管理、企业碳减排、碳账户等数字化能碳应用[21]。平台应用架构见图2。碳配额企业碳配额测算企业碳配额比对企业履约预估配额盈缺分析区域碳监测分析碳排放核算体系双碳指标评估碳排放全景地图分区指标分析分行业指标分析重点企业指标分析数据归集碳排放辅助披露碳排放核查报告碳排放盘查报告核算模型库因子数据库碳排放报告与核查碳咨询碳咨询服务碳减排分析报告碳认证辅助服务交易行情分析报告企业碳资产管理企业碳减排减排潜力分析减排方案对比分析减排成效评估需求响应综合能源服务数据处理年度清缴辅助碳交易履约进度跟踪企业履约计划企业碳排放核算碳排放监测碳码应用绿能码碳积分碳账户楼宇碳数据楼宇用电量楼宇用能特征第三方生产管理系统政府侧平台园区碳排数据园区用电量园区用能结构数据集成或系统填报外部系统或数据采集企业上报数据能源大数据中心营销业务应用系统电网系统数据集成、服务调用用采信息采集系统碳排放核算碳监测分析行业用电量企业与行业对应关系行业用能数据企业碳资产数据企业碳排放配额企业履约进度信息碳交易碳交易价格碳交易额度用电量行业用能结构区域用电数据分区用能数据CCER项目管理图2平台应用架构Fig.2Applicationarchitectureofplatform通过碳排放折算和经济数据融通支撑科学测算,面向区域、行业产业、企业各级维度,实现碳排放测算、监测及减碳决策建议等功能[22];辅助企业开展碳资产管理、碳履约跟踪、碳核查报告自动生成、碳生态服务;构建用户碳效码、碳账户、绿电积分等服务体系,对企业、楼宇、园区等用户的节能减排行为价值进行量化、统计[23];做好定额分配制度下碳交易体系支撑,开展碳市场行情分析,撮合交易,充分挖掘企业碳资产价值。整体带动产业链、供应链上下游,共同推动能源电力从高碳向低碳、从以化石能源为主向以清洁能源为主转变,积极推动“双碳”目标实现。2.2关键技术研究针对研究过程中多能源子系统业务相互独立、综合能源利用效率有待提高等问题,平台针对性地开展了多元能源异构数据汇集和分析、“源-网-荷-储”互动调度的能效优化方法等方向的研究[24]。2.2.1多元能源异构数据汇集和分析方法平台通过构建客户用能标准化模型和评价指标库,形成了靶向性的能源数据分析评价体系,为制造业、电力、租赁和商务服务业、金融业、软件和信息技术服务业等众多行业客户提供更高效精准的分析服务[25],简化了电、水、气、热等能源数据平台接入适配和靶向性目标客户分析流程。形成了一种融合安全认证与机器学习算法的多元能源异构数据汇集和分析方法,解决了各能源因复杂多样的性质与特征导致的数据适配难题。2.2.2基于“源-网-荷-储”互动调度的能效优化方法平台基于公共楼宇室内结构,建立能源容量数学模型,根据目标函数与约束条件,采用混合整数线性或非线性规划方法完成综合能效计算。基于各分支能源系统制定优化模型,对总容量进行连续优化直至计算出各个优化子问题的最优和次优解。通过实施综合能效优化计算,充分协调利用区域可利用的新能源形式,支持风能、太阳能、电动汽车等,实现能源的高效利用。形成了基于“源-网-荷-储”互动调度的能效优化方法,攻克了能源行业计算综合能效和能量管理等难题。2.3重点内容研究本项目针对碳排放监测数智化程度低,缺乏对“碳达峰、碳中和”评价指标与实现路径的分析、评估和指导的痛点难点问题,基于能源大数据价值挖掘,利用大数据技术、人工智能等先进的信息技术,重点进行了“能-电-碳”算法模型服务的研究与应用,特别策划318供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月提出了碳排放监测与核算体系、评估体系、预测方法等核心研究方向。构建了涵盖碳排放量、清洁能源发电量、电动汽车充电量等要素的碳监测体系,构建涵盖碳排放总量、单位GDP碳排放等要素的碳评估体系以及研究区域、行业、企业的碳排放量预测方法。其中,碳监测作为其他双碳服务应用的基础支撑,其可行性、科学性和通用性有极高要求。本文从碳监测、报告、核查3个方面构建适用于电力行业的碳监测体系,明确碳监测的对象、基本单位、测量方法和相关质量控制措施,制定碳监测报告模板。2.3.1碳排放监测现状研究欧盟碳排放权交易市场是世界上最早的碳市场,早期制度主要存在2个方面的问题:一是各成员国拥有较大裁量权,制定的规则存在差异。实际操作中,成员国间的监测、报告与核查(monitoring,reporting,verification,MRV)规则不一致,导致竞争环境不公平。二是小型设施的碳排放监测管理成本过高。根据欧盟统计,占比达到14%的小型设施,其碳排放仅占总排放量的0.14%。小型设施总体排放量占比极低,但管理成本很高。为解决上述2个问题,欧盟进行了2个方面的调整:一是加强制度结构从高度分权走向协调统一,通过建立统一的MRV制度,促进核查、认证服务形成内部市场。二是合理地减少小型设施的碳排放成本。允许成员国年排放少于2.5万t的设施列为小型设施,并使用成本较低的监测方法进行数据统计。欧盟官网信息显示,调整后大约有6300个设施减少了管理成本。中国碳排放监测体系起步较晚,2011年“十二五”规划纲要提出了建设三级温室气体排放核算工作体系的要求,2013年开始建立试点地区,并在7个碳排放权交易试点开展监测体系研究,目前部分省市出台了地方性监测体系标准,但不统一的监测体系带来了一系列的问题。根据欧盟实际经验,中国应引以为鉴,形成统一的MRV机制,并在监测数据质量与经济之间取得平衡,避免造成资源浪费。目前研究的主流是对已存在的监测体系提出意见和建议,或在已有的体系基础上完善、改进,提出新的标准。2.3.2碳排放监测模型构建本项目基于平台已有的能源大数据基础,提出构建如下的碳排放监测体系。1)能源碳排放C1,主要包括电力使用间接碳排放Ce和天然气使用碳排放Cn。基于区域供电P实际情况,排除清洁能源发电外的电力碳排放量,区域清洁能源占比为β。其中,电力排放因子α根据各地所制定的区域《温室气体排放核算与报告指南》取值。(1)2)新能源发电减排C2,主要指企业光伏、风电、生物质等新能源发电量Pn折合的节约碳排放量(注意:新能源发电量不是企业的上网电量)。C2=Pn×α(2)3)新能源汽车减排C3,主要指新能源汽车行驶同样里程下代替燃油汽车节约的碳排放量,主要包括二氧化碳排放量PCO2、一氧化二氮转换成二氧化碳的排放量PN2O、甲烷转换成二氧化碳的排放量PCH4。(3)4)输出数据使用情况见表1。表1输出数据使用情况Table1Outputdatausage符号名称来源用途C1能源碳排放式(1)用于计算能源碳排放C2新能源发电减排式(2)用于计算新能源发电减排C3新能源汽车减排式(3)用于计算新能源汽车减排3平台应用探索3.1典型应用场景3.1.1碳核查遵从MRV流程要求,基于平台因子数据库和核算模型库,建立满足各企业监测、报告、核查要求的碳核查辅助服务功能,实现碳排放源可查可溯、碳排放报告一键生成、碳排放核查高效协同。其中,通过开展“碳电因子”仿真模型研究,构建不同品种能源与电力之间的碳排放关系,通过用电的实时数据来推算出企业的碳排放实时数据,大大提高碳报告数据时效性。提供链接“企业、政府、核查机构”的一站式可信碳排放盘查、核查与披露服务,例如碳排放核算报告模板数字化解构、数字化碳排放核算标准模板报告等服务,为区域实现低碳发展战略提供量化决策依据。3.1.2碳减排通过平台开展碳减排辅助及增值服务。针对重点行业、企业,基于碳减排分析报告,开展深度碳减排潜力分析、减排方案对比、减排成效评估等功能,挖掘节能降碳潜力,形成综合性碳资产管理建议或服务。辅助开展需求响应及减排量项目管理,并提供新能源应用与减碳优化改造等碳减排服务,助力企业用能智慧高效、降本低碳。针对企业楼宇碳排场景进行特别策划319供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月碳趋势、碳排名、碳标杆、碳画像等碳指标分析,找出碳排放相对较高的重点方向进行碳排放专项分析,找出薄弱环节,打造碳服务,为企业提供节能降碳一体化解决方案。3.1.3碳资产通过平台实现能源碳资产管理功能,为企业碳资产运营精益化提供助力。一方面,提供企业碳配额测算,结合平台对企业碳排放监测和分析结果供企业碳排放预测和企业碳资产风险预测,并形成碳预算方案,包括企业碳配额自用、交易、监测计划。另一方面,监测企业碳排放,以碳排放风险预警、碳排放风险评估功能,形成碳排放应对方案。3.2示范应用案例相关平台已经在多个地市实现推广应用。在国家电网有限公司总部,支撑综合能源服务互联网主入口“绿色国网”平台建设;在网省侧,平台已经拓展上海、天津、河北、湖北、河南等地建设,服务电网企业开展智慧能源业务;在用户侧,开展河北正定、上海张江人工智能岛等综合能源和“低碳”园区示范项目建设。其中,升级后的智慧“能源+双碳”服务平台,已在上海、合肥等地推进示范项目建设。平台已服务浦东新区1210km2,接入10kV及以上高压用户6500多家,以及5家社会平台、32家企业,覆盖行业19大类,吸引106家能源产业链上下游企业共建智慧能源“双碳”综合服务体系。依托平台,为浦东新区政府提供区域能源碳排放热力图和浦东新区各地块、各行业及重点企业的同比、环比能源碳排放增速,辅助政府科学、高效制定规划,促进区域产业转型升级。在上海张江人工智能岛形成示范应用。例如,园区管理人员通过平台发现某企业近3个月的用电量环比增长35.47%,多排放98.66t二氧化碳,清洁能源使用占比相对下滑。通过平台为该企业推荐了节能减排方案,在原有供冷供热等系统的基础上,增加了分布式光储充微电网系统和小型能源站,预计每年可减少碳排放量70.2t。4结语碳达峰、碳中和是中国国家层面的重要战略。据国家能源局统计,2020年,中国能源消费产生的二氧化碳排放占总排放量的88%左右。在中国各省市相继公布的“十四五”规划和2035年远景目标建议或者征求意见稿中,均将优化产业结构和能源结构、推动煤炭清洁高效利用、大力发展新能源等作为重点领域。可见,在“双碳”目标实现进程中,能源行业的绿色低碳发展将起到至关重要的作用。智慧“能源+双碳”服务平台的建设与应用完全符合国家政策发展与市场实际需求,面向政府、企业以及碳交易市场,前景广阔。未来,以在建项目为试点,逐步实现该平台在政府各委办局、各管理局(管委会)、各镇政府的产业规划、经济发展、气候环境等监管业务中推广应用;在能源交易所、第三方碳排放核查机构的碳配额和减排量核证业务中推广应用;在重点用能单位、产业园区、大型公共建筑的碳交易、节能减排、电能替代中推广应用;在社会公众的低碳活动、减排场景中推广应用。整体来说,该平台可助力政府开展碳监管、助力企业节能减排、助力碳交易市场精准数据核证、助力社会生态文明健康发展,未来经济效益和社会效益显著,并对其他“双碳”平台的构建具有指导和借鉴意义。但在目前应用中,平台对于碳排放监测这一核心基础功能较大程度依赖能源消费数据的底层采集计算,未来将同步配备现场碳排放监测设备,提升碳排放监测数据的科学性和精确性。参考文献[1]孙靓.科技创新支撑“碳达峰、碳中和”的五个着力点[N].学习时报,2021-09-01(006).[2]马晨晨.碳排放统计核算工作组成立核算体系亟待健全[N].第一财经日报,2021-09-01(A06).[3]李少林,杨文彤.碳达峰、碳中和理论研究新进展与推进路径探索[J/OL].东北财经大学学报:1-14[2021-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1414.F.20210824.1431.002.html.LIShaolin,YANGWentong.Newprogressintheresearchofcarbonpeakandcarbonneutralitytheoryandexplorationofadvancementpath[J/OL].JournalofDongbeiUniversityofFinanceandEconomics:1-14[2021-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1414.F.20210824.1431.002.html.[4]毛媛媛,石恩雅,蒋从锋,等.基于遗传算法的数据中心能效仿真[J].计算机工程与科学,2021,43(8):1341-1352.MAOYuanyuan,SHIEnya,JIANGCongfeng,etal.Datacenterenergyefficiencysimulationbasedongeneticalgorithm[J].ComputerEngineering&Science,2021,43(8):1341-1352.[5]毛翔.智慧城市之碳中和智慧能源系统内核[J].电力设备管理,2021(7):21-23.MAOXiang.Thecoreofcarbonneutralandsmartenergysystemofsmartcity[J].ElectricPowerEquipmentManagement,2021(7):21-23.[6]韩肖清,李廷钧,张东霞,等.双碳目标下的新型电力系统规划新问题及关键技术[J].高电压技术,2021,47(9):3036-3046.HANXiaoqing,LITingjun,ZHANGDongxia,etal.Newissuesandkeytechnologiesofnewpowersystemplanningunderdoublecarbongoals[J].HighVoltageEngineering,2021,47(9):3036-3046.[7]杨富强,吴迪.“十四五”时期我国能源转型实现碳达峰的路径建议[J].可持续发展经济导刊,2021(S2):21-22.[8]孙毅,李泽坤,鲍荟谕,等.清洁供热模式下多能异构负荷调控框架及关键技术剖析[J].中国电机工程学报,2021,41(20):6827-6842.SUNYi,LIZekun,BAOHuiyu,etal.Multi-energyheterogeneousloadregulationframeworkandkeytechnologyanalysisundercleanheatingmode[J].ProceedingsoftheCSEE,2021,41(20):6827-6842.特别策划320供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月[9]曹雨微,郭晓鹏,董厚琦,等.计及消纳责任权重的区域综合能源系统运行优化研究[J/OL].华北电力大学学报(自然科学版):1-12[2021-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/13.1212.TM.20210702.1848.002.html.CAOYuwei,GUOXiaopeng,DONGHouqi,etal.Researchontheoptimizationofregionalintegratedenergysystemoperationconsideringtheweightofconsumptionresponsibility[J/OL].JournalofNorthChinaElectricPowerUniversity(NaturalScienceEdition):1-12[2021-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/13.1212.TM.20210702.1848.002.html.[10]辛诚,崔万福,刘雅琼,等.能源互联网商业模式与业务评价标准体系初探[J].供用电,2021,38(7):28-33.XINCheng,CUIWanfu,LIUYaqiong,etal.Preliminarystudiesonstandardsystemofbusinessmodelandbusinessevaluationforenergyinternet[J].Distribution&Utilization,2021,38(7):28-33.[11]刘运材,沈琛.互联网发展对区域能源效率的影响:基于产业升级的中介效应分析[J].湖南工业大学学报,2021,35(4):30-37.LIUYuncai,SHENChen.ImpactofInternetdrvelopmentonregionalenergyefficiency:mediatingeffectanalysisbasedonindustrialupgrading[J].JournalofHunanUniversityofTechnology,2021,35(4):30-37.[12]杨美昭.企业温室气体排放量监测计量方法研究[D].保定:河北大学,2021.[13]赵国涛,钱国明,王盛.“双碳”目标下绿色电力低碳发展的路径分析[J].华电技术,2021,43(6):11-20.ZHAOGuotao,QIANGuoming,WANGSheng.Analysisongreenandlow-carbondevelopmentpathforpowerindustrytorealizecarbonpeakandcarbonneutrality[J].HuadianTechnology,2021,43(6):11-20.[14]徐潜.综合智慧能源是构建新型电力系统的重要载体[J].电力设备管理,2021(6):23.XUQian.Integratedsmartenergyisanimportantcarrierforbuildinganewpowersystem[J].ElectricPowerEquipmentManagement,2021(6):23.[15]罗达,张阳,向运琨.智慧能源网关终端接入研究[J].湖南电力,2021,41(3):37-41.LUODa,ZHANGYang,XIANGYunkun.Intelligentenergygatewayterminalaccessresearch[J].HunanElectricPower,2021,41(3):37-41.[16]梅海波,杨鲲,范新宇.基于深度增强学习的无人机赋能雾无线电接入网络的能效优化[J].物联网学报,2021,5(2):48-59.MEIHaibo,YANGKun,FANXinyu.Deepreinforcementlearningtoenhancetheenergy-efficientperformanceofUAV-enabledF-RAN[J].ChineseJournalonInternetofThings,2021,5(2):48-59.[17]邓杰,姜飞,王文烨,等.考虑动态能效模型的园区综合能源系统梯级优化运行[J/OL].电网技术:1-12[2021-09-02].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2021.0484.DENGJie,JIANGFei,WANGWenye,etal.Thecascadeoptimizationoperationoftheparkintegratedenergysystemconsideringthedynamicenergyefficiencymodel[J/OL].Powergridtechnology:1-12[2021-09-02].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2021.0484.[18]方圆.市县供电公司开展能效服务工作思路探讨[J].大众用电,2021,36(5):15-17.[19]芦博,袁富佳,赵升月,等.基于大数据架构的综合能源监控系统平台技术研究[J].供用电,2021,38(5):64-69.LUBo,YUANFujia,ZHAOShengyue,etal.Technologyresearchonintegratedenergymonitoringsystemplatformbasedonbigdataarchitecture[J].Distribution&Utilization,2021,38(5):64-69.[20]赵莎莎,朱雅魁,王悦.基于大数据分析的综合能源系统负荷特性聚类分析[J/OL].电测与仪表:1-7[2021-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210429.1142.010.html.ZHAOShasha,ZHUYakui,WANGYue.Clusteranalysisofloadcharacteristicsofintegratedenergysystembasedonbigdataanalysis[J/OL].ElectricalMeasurementandInstrumentation:1-7[2021-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210429.1142.010.html.[21]谭显东,刘俊,徐志成,等.“双碳”目标下“十四五”电力供需形势[J].中国电力,2021,54(5):1-6.TANXiandong,LIUJun,XUZhicheng,etal.Powersupplyanddemandbalanceduringthe14thfive-yearplanperiodunderthegoalofcarbonemissionpeakandcarbonneutrality[J].ElectricPower,2021,54(5):1-6.[22]曾鸣,王永利,张硕,等.“十四五”能源规划与“30·60”双碳目标实现过程中的12个关键问题[J].中国电力企业管理,2021(1):41-43.[23]郭飞,王波,王亮,等.基于大数据分析的园区综合能源企业能效评价[J].电力大数据,2020,23(12):29-36.GUOFei,WANGBo,WANGLiang,etal.Energyefficiencyevaluationofcomprehensiveenergyenterprisesinparkbasedonbigdataanalysis[J].PowerSystemsandBigData,2020,23(12):29-36.[24]王霂晗.火电厂碳排放监测体系与核算方法的研究[D].南京:南京信息工程大学,2020.[25]白佳令.重庆地区建筑碳排放核算方法研究[D].重庆:重庆大学,2017.收稿日期:2021-11-11;修回日期:2021-12-05作者简介:陈赟(1982—),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为分布式能源、电网数字化转型及双碳技术等。刘昌维(1984—),男,学士,工程师,主要从事综合能源、能源大数据及电力数据运营服务工作。潘智俊(1988—),男,博士,高级工程师,主要研究方向为电网规划、调度及双碳技术等。王晓慧(1993—),女,硕士,经济师,主要研究方向为双碳技术、电网数字化转型及市场研究等。李永庆(1987—),男,学士,工程师,主要研究方向为综合能源及双碳技术等。李琳(1993—),女,硕士,工程师,主要研究方向为综合能源服务和双碳技术等。特别策划321供用电DISTRIBUTION&UTILIZATION第39卷第2期2022年2月TheConstructionandApplicationofaSmart"Energy+DualCarbon"ServicePlatformundertheNewSituationCHENYun1,LIUChangwei2,PANZhijun1,WANGXiaohui1,LIYongqing3,LILin3(1.StateGirdPudongElectricPowerSupplyCompany,Shanghai200120,China;2.StateGridInformationandCommunicationIndustryGroupCo.,Ltd.,Beijing100000,China;3.TianjinRichsoftElectricPowerInformationTechnologyCo.,Ltd.,Tianjin300300,China)Abstract:Inordertocomplywiththenationalenergyrevolutionandthe"dual-carbon"strategicgoals,andactivelyrespondtotheoverallrequirementsforestablishingandimprovinggreenandlow-carbontechnologyevaluation,tradingsystems,andtechnologicalinnovationserviceplatforms,thisprojectlaunchedtheresearchanddevelopmentthesmart"energy+doublecarbon"serviceplatform.Basedontheresearchoftheregionalsmartenergyserviceplatform,relyingontheapplicationofenergybigdata,fromtheperspectiveofthegovernment,enterprises,andthetradingmarket,focusingontheentireprocessofcarbonassetmanagement,welaunchtheconstructionofasmart"energy+dualcarbon"serviceplatform.Bygatheringmassiveamountsofenergyinformation,combiningbigdata,artificialintelligenceandotheradvancedtechnologies,theplatformstudiescarbonaccountingmethods,calculationmethodsandpredictionmethods,formsstandardalgorithmmodels,buildsacarbonmonitoringsystem,acarbonassessmentsystemandacarbonemissionpredictionsystem.Bybuildinga"doubleCarbon"energydigitalintelligenceproducts,weprovidethegovernmentwith"carbonmonitoring"toassistincarbonmanagement,provideenterpriseswith"carbonanalysis"toguideenergyconservationandcarbonreduction,provide"carboncertification"forthetradingmarkettooptimizeresourceallocation,andpromotethegreenhighofthesocialeconomyqualitydevelopment.Keywords:carbonpeak;carbonneutral;smartenergy;informationplatform;digitalenergycarbonapplicationExplorationofPowerCommunicationNetworkRequirementsandApplicationScenariosforNewPowerSystemsOUQinghai1,WANGShengxin2,SHERui1,ZHANGNingchi1,WANGYanru1(1.BeijingFibrLINKCommunicationsCo.,Ltd.,Beijing100071,China;2.StateGridInformationandCommunicationIndustryGroupCo.,Ltd.,Beijing100000,China)Abstract:Constructanewpowersystemwithnewenergyasthemainbody,effectivelysupportthelarge-scaleaccessformicrogrid,distributedpowerandnewenergy,createamulti-energycomplementaryandtwo-wayinteractiveenergyinternet,whichproposesahigherlevelforthedevelopmentoffuturepowercommunicationnetworksneedsandgreaterchallenges.Thisarticleconductsresearchontheconstructionofpowercommunicationnetworksfornewpowersystems,constructsnewpowersystemnetworkarchitecturesandanalyzesfuturedevelopmentdirections;deeplyanalyzestheneedsofnewpowersystemsforcommunicationnetworksecurityandnetworkperformance,andbuildsnewpowersystemcommunicationnetworkarchitectures.Focusontheimpactof5Gonthenewpowersystem,selectstypicalscenariossuchasdistributedenergyand"sourcenetworkloadstorage",andbuildsadeepintegrationplanbetween5Gandthenewpowersystem.Finally,relyingonthecurrentterminalequipmentindependentlydeveloped,thepilotapplicationofthepowersystemsourcenetworkloadstoragecontrolbusinesshasverifiedtheeffectivenessofthepower5Gterminalinreducingthetransmissiondelayofthepowercommunicationnetworkandsupportingnewpowersystemloadcontrolbusinessapplications.Keywords:newpowersystems;powercommunication;5G;sourcenetworkloadstorage;energyinternet(上接第08页continuedfrompage08)

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