区域内能源微网碳减排设计方法、系统、设备及介质与流程

本发明是关于一种区域内能源微网碳减排设计方法、装置、设备及介质，涉及碳减排流程设计领域。

背景技术：

1、碳减排机制研究是一个涉及到环境科学、化学科学、生态学、经济学和管理学等多学科交叉的研究领域。使用的研究方法包括情景分析、博弈论、随机规划模型、动态优化模型、全生命周期评估等。研究热点包括气候变化及其适应性、成本有效性、清洁发展机制、排放权交易、环境规制和碳储存及碳捕获等。研究的难点在于气候变化以及技术进步的不确定性。这些不确定性给减排成本的评估带来了极大的挑战，为成本有效性下减排机制的设计带来了极大的困难。

2、当前学术界已经对碳减排机制设计展开了较为深入的研究，目前一些学者提出了能源微网碳减排设计模型，例如基于dea方法的零和收益(zsg-dea)模型、固定和收益的碳配额分配模型、区域间气候变化综合评估模型(rice/dice)及线性优化模型等。

3、目前关于碳减排机制设计的大部分研究只涉及碳减排的某一个方面，而缺乏对整个减排过程进行全局考量。与此同时，在减排目标的分配上，已有的研究已经构建了多种碳排放权的分配策略，但是缺乏对各个分配策略进行评价。在碳减排模式的选择环节上，一方面相关的研究较少；另一方面已存在的研究缺乏对碳协同减排情形的多元化考虑，而仅仅分析了某一种协同减排情形；同时，各个减排主体在协同减排情形中对降低减排成本所做的贡献缺乏识别和分析，而这是构建和维系协同减排体系的关键要素之一。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种提高碳减排成本有效性的区域内能源微网碳减排设计方法、装置、设备及介质。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供一种区域内能源微网碳减排设计方法，包括：

4、制定减排目标；

5、根据制定的减排目标，通过设定的碳配额分配原则制定碳配额分配策略；

6、评估基于碳配额分配策略的经济收益与节能收益，确定减排模式。

7、进一步地，制定减排目标，包括：

8、获取各个决策单元的投入变量和产出变量，其中，投入变量包括能源消费量、资本存量和劳动力；产出变量包括期望产出和非期望产出；

9、基于决策单元的投入变量和产出变量评估各个决策单元的碳强度下降潜力，其中，各个决策单元的碳强度下降潜力值越大表明该决策单元的碳强度下降潜力越大，依据减碳目标分配更多的减碳量；

10、对碳强度下降潜力进行分解得到各个决策单元的技术差异；

11、基于各个决策单元的技术差异确定减排目标。

12、进一步地，基于各个决策单元的技术差异确定减排目标，包括：

13、将决策单元碳强度下降潜力分解为三部分：管理潜力、空间技术差异潜力以及跨期技术差异潜力，即：

14、

15、其中，为管理无效导致的潜力，衡量了管理水平对碳强度下降潜力的贡献，通过提高管理水平就可以使这部分潜力降低；为空间技术差异潜力，反映了该决策单元所在组内的参考技术与共同空间参考技术的差异所导致的碳强度下降潜力，通过提高自身技术缩小与其他决策单元的技术差异能够降低该部分下降潜力；为跨期技术差异潜力，即由所有决策单元的技术水平随着时间的推移而进步所导致的碳强度下降潜力。

16、进一步地，采用两种参考技术下目标碳强度的差异反映两参考技术的差异，以此刻画各个决策单元之间的技术差异的变化，包括：

17、第t时间点组内参考技术与空间共同参考技术之间的差异定义

18、

19、其中，为h组中的决策单元第t时期在生产技术下的目标碳强度；

20、空间共同参考技术与时空参考技术的差异定义为:

21、

22、其中，技术差异指标与均介于0到1之间，并且越接近于1，则两种技术差异越小，反之越大。

23、进一步地，碳配额分配原则包括平等性原则、可支付能力原则、责任原则和效率原则，其中，

24、平等性原则是指每一个人都拥有相同的碳配额，平等性用人口来度量，人口越多，碳配额越大；

25、责任原则通过碳排放来度量，累计碳排放越多，分得的配额越少；

26、可支付能力用人均gdp大小来度量、人均gdp越大，应承担的压力越大，相应分得的碳配额越小；

27、效率原则用碳强度来度量，碳强度越大效率越高则相应地分得更多的碳排放。

28、进一步地，碳配额分配策略，包括：多准则决策分析中考虑的因素包括可支付能力、平等性原则、责任原则以及效率原则，基于上述配额分配原则，当有n个待分配碳配额的决策单元，m个决策指标，构建相应的决策矩阵为：

29、

30、其中，xij表示第i个决策单元第j个决策指标的数值；

31、决策单元i应分得的碳配额为：

32、qi＝αi·q；

33、其中，q为总的碳配额，αi为碳配额的比例系数。

34、进一步地，评估基于碳配额分配策略的经济收益与节能收益，确定减排模式，包括：

35、根据减排配额评估在不同的减排模式下决策单元的潜在最大生产总值之和；

36、根据潜在最大生产总值之和计算减排模式的减排成本；

37、将减排成本进行对比，选择减排成本最低的减排模式进行减排，其中，减排模式包括独立减排和协同减排。

38、第二方面，本发明还提供一种区域内能源微网碳减排设计装置，该装置包括：

39、目标制定单元，被配置为制定减排目标；

40、分配策略制定单元，被配置为根据制定的减排目标，通过设定的碳配额分配原则制定碳配额分配策略；

41、减排模式制定单元，被配置为评估基于碳配额分配策略的经济收益与节能收益，确定减排模式。

42、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述方法中的任一方法的指令。

43、第四方面，本发明还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述方法中的任一方法。

44、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：

45、1、本发明通过对碳减排环节中制定减排目标，分配减排目标和选择减排模式进行设计，提高碳减排成本的有效性，减少了区域内碳减排的经济损失。

46、2、本发明通过对决策单元在协同减排中解决碳减排成本的贡献度进行识别，构建基于贡献大小的碳协同减排成本节约分配方案，降低了碳减排的成本。

47、3、本发明基于shapley信息熵理论、多准则的决策分析方法(mcda)以及数据包络分析理论，完成区域间碳配额分配策略的经济收益和节能收益评估，并以我国为研究对象，探讨了各个分配策略的经济收益和节能收益，为制定经济收益较高的碳配额分配策略提供了工具。

48、综上，本发明在成本分析视角下讨论区域间的减排机制的设计问题，不仅为今后节能减排的研究提供了新的研究空间，更有利于丰富当前的低碳经济理论体系，可以广泛应用于碳减排流程设计中。