[发明专利]考虑空气质量改善的电能替代目标测算方法

权利要求书

1.一种考虑空气质量改善的电能替代目标测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据世界卫生组织空气质量标准和过渡期目标，测算各地区PM2.5达标约束下空气污染物的环境容量；

S2、根据空气流动跨界输送矩阵，修正得到考虑空气污染物流动的各地区PM2.5达标约束下的环境容量；其中，

步骤S2的问题转化为最优化问题进行，具体为：

考虑地区空气污染物流动的环境容量修正，令x_i,j为地区i排放的第j种空气污染物，y_i,j为地区i的第j种空气污染物环境容量；xlb_i,j为地区i计划排放第j种空气污染物下限，xub_i,j为地区i计划排放第j种空气污染物上限；1≤i≤31，为全国31个地区；1≤j≤3，为SO₂、NOx与一次PM2.5三种空气污染物；

1)、测算计划排放SO₂量：

2)、测算计划排放NOx量：

s.t.

3)、测算计划排放一次PM2.5量：

s.t.

S3、根据各地区废气中空气污染物排放值以及步骤S2中环境容量的差值，计算得各地区空气污染物需减排量；

S4、根据电力行业火电发电占比情况，确定电力代替终端能源的减排量，包括步骤：

S41、计算终端能源的等效电能值；

S42、计算终端能源的SO₂排放量折算值，具体为：

式中，S表示1单位终端能源的SO₂排出因子，表示产生1单位等效电能值的终端能源的SO₂排放量折算值，E表示1单位终端能源的等效电能值；

S43、计算终端能源的NOx排放量折算值，具体为：

式中，N表示1单位终端能源的氮氧化物排出因子，C_NOX表示产生1单位等效电能值的终端能源的NOx排放量折算值；

S44、计算终端能源的烟/粉尘排放量折算值，具体为：

式中，D表示1单位终端能源的烟、粉尘排出因子，C_SD表示产生1单位等效电能值的终端能源的烟/粉尘排放量折算值；

S45、计算发电的度电排放的空气污染物折算值，具体为：

度电空气污染物排放量(mg/kwh)＝烟气量(m³/h)×空气污染物排放浓度(mg/m³)/负荷(1000·kW)；

S46、根据步骤S45中发电的度电排放的空气污染物折算值与步骤S41-S43中排放的空气污染物折算值，计算1kW·h电能代替终端能源减排量；

其中，所述一次PM2.5排放量等于0.64～0.66倍所述烟/粉尘排放量；

S5、根据步骤S3中各地区空气污染物需减排量和步骤S4中电力替代终端能源的减排量，确定各地区电能替代方向以及替代目标，包括步骤：

将各个地区电能代替终端能源目标值测算问题分别转化为下列最优化问题：

s.t.z_i,1×5.15923+z_i,2×0.10583≥jp_i,1×100

z_i,1×0.44433+z_i,2×1.38633≥jp_i,2×100

z_i,1×3.24≥jp_i,3×100

z_i,1≥0,z_i,2≥0

式中，jp_i,1为i地区计划减排SO₂量，jp_i,2为i地区计划减排NOx量，jp_i,3为i地区计划减排烟/粉尘量；其中，

jp_i,1＝x_i,1,p－x_i,1,x

jp_i,2＝x_i,2,p－x_i,2,x

jp_i,3＝x_i,3,p－x_i,3,x

式中，x_i,j,p为各地区废气中空气污染物排放值，x_i,j,x为步骤S2中的环境容量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用MATLAB最优化函数可求解3个优化问题，具体如下：

x₁＝linprog(f₁,A₁,b₁,Aeq₁,beq₁,lb₁,ub₁)

x₂＝linprog(f₂,A₂,b₂,Aeq₂,beq₂,lb₂,ub₂)

x₃＝linprog(f₃,A₃,b₃,Aeq₃,beq₃,lb₃,ub₃)

考虑可行性，xlb_i,j取环境容量的30％为最优解x的下界，xub_i,j取上一年度排放量的100％为最优解x的上界。