一种集团级低碳转型决策支持系统

技术领域

本发明属于低碳以及工业决策支持技术领域，尤其涉及一种集团级低碳转型决策支持系统。

背景技术

碳达峰碳中和目标是重大战略决策部署，是我国能源绿色低碳转型的总要求和总抓手，是电力企业高质量发展的战略性机遇。然而，对于拥有众多区域分子公司和基层电力企业的集团公司来说，制定低碳转型的顶层设计和战略决策面临很多现实的困难。一方面集团公司缺乏对基层碳排放企业的真实碳排放情况的了解，缺乏对碳排放历史数据的汇总分析，无法根据国家的政策要求以及企业自身发展现实制定合理可行的碳减排技术路线；另一方面，基层电力企业开展具体的低碳转型改造效果无法及时反馈到集团公司，使得集团公司无法根据实际情况对制定的战略决策进行动态优化调整。

因此，建立集团级低碳转型决策支持系统成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种集团级低碳转型决策支持系统，作为集团-分子公司-电厂三级体系的低碳转型决策支持系统中核心的部分，以解决现有技术的问题。

本发明一方面提供了一种集团级低碳转型决策支持系统，包括：

碳排放地图子系统、火电子系统和新能源子系统，所述碳排放地图子系统用于通过统计集团公司火电企业装机情况和碳排放现状和历史数据，绘制机组装机分布图、能耗地图、碳排放地图和碳流地图；所述碳排放地图子系统包括碳排放现状展示模块、碳排放动态趋势模块和碳排放在线数据展示模块；所述火电子系统包括能效评估优化模块、升级改造模块和CCUS改造适宜性评估模块；所述新能源子系统包括储能规划与管理评估模块。

优选的，所述碳排放现状展示模块用于统计集团公司碳排放源企业装机情况、碳排放现状和历史数据，绘制集团公司各省市的碳排放地图；结合省间电力输送情况绘制碳流图，展示火电排放的CO2随电力在省间输电线路的传输而扩散的情况。

优选的，所述碳排放动态趋势模块用于结合火电企业历年来碳排放现状和发电小时数预测，建立火电企业碳排放预测模型，绘制集团公司碳排放动态变化图。

优选的，所述碳排放在线数据展示模块用于接入区域公司上报的基层企业实时碳排放数据，进行数据展示，汇总整理分析。

优选的，所述能效评估优化模块用于接入区域公司能效在线评估形成的数据进行优化。

优选的，所述升级改造数据库模块用于煤电升级改造，所述煤电升级改造包括节能、供热和灵活性改造；收集国内典型升级改造实施案例，以及集团公司煤电机组“一机一策”的改造建议和效果评估，形成升级改造数据库，所述升级改造数据库包括技术路线数据库、实施效果技术和经济性评价数据库，并集成到低碳转型决策支持系统中；所述升级改造数据库具备动态更新的功能，将煤电机组改造后的具体技术效果和经济评价收集并对数据库进行更新。

优选的，所述CCUS改造适宜性评估模块用于筛选不同时期适宜进行CCUS改造的集团公司火电机组名单；具体方法为：确定火电厂CCUS改造适宜性筛选方法，例如通过机组运行年限、年利用小时数、距离适宜封存/驱油地点的位置等进行初步筛选；然后建立基于学习曲线模型的CCUS改造投资运行成本模型，计算所有火电机组不同时期进行CCUS改造的成本，并得出度电减排成本；最后与新能源配储能的度电成本进行对比，根据对比结果得出不同时期适宜进行CCUS改造的机组名单。

优选的，所述储能规划与管理评估模块用于收集各地区储能政策和收益模式资料，形成数据库，为储能项目收益评估奠定基础；基于各地区储能政策和收益模式，开发适用于多场景的储能项目收益评估工具，所述储能项目收益评估工具包括火储调频、新能源强配储能、独立储能电站以及用户侧储能。

优选的，还包括能效提升规划模块；所述能效提升规划模块是在明确区域内碳排放现状和未来趋势的基础上形成的，用于实施煤电升级改造，形成集团级发电机组三改技术数据库，一机一策给出三改技术路线建议及效果预测；实施多能互补一体化建设的规划设计，建立经济和碳排放约束下的风光火储一体化规划设计模型；实施区域内火电产业CCUS适宜性评估与成本效益分析，为集团级CCUS改造决策提供参考依据。

优选的，还包括能效评估优化模块，所述能效评估优化模块用于建立主要耗能设备的能效评估模型，实现设备能效在线评估和运行优化指导。

本发明提供的系统，具有如下有益的技术效果：

集团公司层面，增加对基层碳排放企业的真实碳排放情况的了解，对碳排放历史数据的汇总分析，可以根据国家的政策要求以及企业自身发展现实制定合理可行的碳减排技术路线，从集团层面的低碳转型决策统筹部署。

附图说明

图1为根据本发明优选实施例示出的集团级低碳转型决策支持系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种集团级低碳转型决策支持系统，包括：

碳排放地图子系统、火电子系统和新能源子系统，所述碳排放地图子系统用于通过统计集团公司火电企业装机情况和碳排放现状和历史数据，绘制机组装机分布图、能耗地图、碳排放地图和碳流地图；所述碳排放地图子系统包括碳排放现状展示模块、碳排放动态趋势模块、碳排放在线数据展示模块和能效评估数据展示模块；所述火电子系统包括升级改造数据库模块和CCUS改造适宜性评估模块；所述新能源子系统包括储能规划与管理评估模块。

作为优选的实施方式，所述碳排放现状展示模块用于统计集团公司碳排放源企业装机情况、碳排放现状和历史数据(过去5-10年的碳排放历史数据)，绘制集团公司各省市的碳排放地图；结合省间电力输送情况绘制碳流图(展示火电排放的CO2随电力在省间输电线路的传输而扩散的情况)。

作为优选的实施方式，所述碳排放动态趋势模块用于结合火电企业历年来碳排放现状和发电小时数预测，建立火电企业碳排放预测模型，绘制集团公司碳排放动态变化图。

作为优选的实施方式，所述碳排放在线数据展示模块用于接入区域公司上报的基层企业实时碳排放数据，进行数据展示，汇总整理分析。

作为优选的实施方式，所述能效评估数据展示模块用于接入区域公司能效在线评估形成的数据进行展示，汇总整理分析。

作为优选的实施方式，所述升级改造数据库模块用于煤电升级改造(节能、供热和灵活性改造)与机组实际情况密切相关，必须一机一策给出实施建议。收集国内典型升级改造实施案例，以及集团公司煤电机组“一机一策”的改造建议和效果评估，形成升级改造数据库(包括技术路线数据库、实施效果技术和经济性评价数据库等)，并集成到低碳转型决策支持系统中，系统即可一机一策地给出具体某一台煤电机组的三改技术路线建议、预期效果和经济性评价，也可以统计某一条技术路线(例如节能部分的通流改造)在集团公司煤电机组的适用性，方便集团公司统筹安排该条技术路线的实施节奏和部署，指导集团公司升级改造工作的实施。数据库具备动态更新的功能，将煤电机组改造后的具体技术效果和经济评价收集并对数据库进行更新.

作为优选的实施方式，所述CCUS改造适宜性评估模块用于筛选不同时期适宜进行CCUS改造的集团公司火电机组名单；具体方法为：确定火电厂CCUS改造适宜性筛选方法，例如通过机组运行年限、年利用小时数、距离适宜封存/驱油地点的位置等进行初步筛选；然后建立基于学习曲线模型的CCUS改造投资运行成本模型，计算所有火电机组不同时期进行CCUS改造的成本，并得出度电减排成本；最后与新能源配储能的度电成本进行对比，根据对比结果得出不同时期适宜进行CCUS改造的机组名单。

CCUS改造适宜性评估模块影响在运电厂CCUS改造的技术适用性标准决定一个电厂是否可以成为改造的候选电厂。根据数据条件与评估精度，现阶段燃煤电厂改造需要考虑的技术适用性标准包括CCUS实施年份、机组容量、剩余服役年限、机组负荷率、运输条件和可用的存储场地等等。首先，制定技术评价指标对主要燃煤电厂进行二氧化碳捕集改造预评价；然后，对二氧化碳运输及封存潜力进行预评价；最后，构建邻近分析框架全面综合评价集团公司电厂实施CCUS改造的技术适宜性。

作为优选的实施方式，所述储能规划与管理评估模块用于收集各地区储能政策和收益模式相关资料，形成数据库，为储能项目收益评估奠定基础。基于各地区储能政策和收益模式，开发适用于多场景的储能项目收益评估工具(包括不限于火储调频、新能源强配储能、独立储能电站以及用户侧储能)，提高集团公司投资发展储能项目的决策效率。

关于新能源强配储能，目前多个省区已出台相关政策，要求储能与新能源装机比例大部分在10％-20％，时长为1-2小时。目前该政策既是驱动新型储能产业化加速发展的主要动力，同时对全面步入平价时代的风光项目开发投资也造成额外的成本负担。针对不同地区的新能源资源禀赋以及储能配套政策，计算新能源强配储能的项目收益率，可提高集团公司开发新能源项目的决策效率。

独立储能电站作为独立主体身份直接与电力调度机构签订并网调度协议的储能电站，该储能电站不受接入位置限制，纳入电力并网运行及辅助服务管理。目前，“共享”是独立储能电站的主要盈利模式。共享储能得到多地区的政策支持，能够参与更多的辅助服务，产生稳定的现金流并具备可观的投资收益率。其主要盈利方式包括：调峰、调频、容量电费、峰谷电价、新能源场站租赁、优先发电权和其它辅助服务等。

火储联调可缩短火电机组响应时间，提高火电机组调节速率及调节精度，显著提升调频综合性能指标，已被视为当前最有效的调频方式之一。储能调频基本实现了商业化，但频繁变换的市场规则，让这个市场也充满了变数。随着电力现货市场的推进，这一领域的应用将会更为复杂。

作为优选的实施方式，还包括能效提升规划模块；所述能效提升规划模块是在明确区域内碳排放现状和未来趋势的基础上形成的，用于实施煤电升级改造，形成集团级发电机组三改技术数据库，一机一策给出三改技术路线建议及效果预测；实施多能互补一体化建设的规划设计，建立经济和碳排放约束下的风光火储一体化规划设计模型；实施区域内火电产业CCUS适宜性评估与成本效益分析，为集团级CCUS改造决策提供参考依据。

作为优选的实施方式，还包括能效评估优化模块，所述能效评估优化模块用于建立主要耗能设备的能效评估模型，实现设备能效在线评估和运行优化指导。

运行机制：

集团公司低碳转型决策支持系统收集区域公司低碳转型决策支持系统上报的各区域内基层企业的碳排放和能耗在线数据，结合国家地方政策要求和集团公司的战略转型需求，制定低碳转型发展战略和阶段性能耗和碳排放控制指标，将指标分解下发到区域公司进行执行落实。另外，集团公司根据集团公司实际情况和各区域适宜性条件统筹制定每一种低碳转型技术路线的发展节奏和部署安排，统筹安排煤电升级改造、多能互补一体化以及CCUS技术的技术攻关、试点示范和推广应用情况，并根据示范和应用效果评价调整低碳转型发展战略和具体节奏。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。