一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法，其可包括以下步骤：S1.核算出历史即1950-2016年中国电力系统铜的在用存量、需求量和报废量；S2.根据Witch模型中的对电力能源的四种情景假设和政府间气候变化专门委员会(IPCC)开发的共享社会经济路径(SSPs)来预测未来2017-2050年中国电力系统铜的在用存量、需求量和报废量。需求量和报废量。需求量和报废量。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，具体地涉及一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法。

技术介绍

[0002]电力系统耗铜量占全国耗铜量的50％以上，是耗铜量最大的系统。电线、电缆等导电材料约占电力行业总耗铜量的80％-85％，其余的用于制造发电设备、电动机、变压器、电工器件等。未来，电力行业对铜的需求将随着电力体制的改革而产生一定的变化，该变化将直接影响到未来铜在电力行业的存量分布。产品或者材料的在用存量(英文为In-Use Stock)是指社会经济系统中正处于使用状态的产品或者材料的数量，可以用一些物理单位比如汽车的辆数、公路的公里数或者金属铜的吨数来衡量。电力系统铜的在用存量是指每年在电力系统中正在使用铜的重量。电力系统铜的流量是指铜的流入量(需求量、表观消费量)和流出量(报废量)。
[0003]中国电力系统铜需求量、存量及报废量的系统边界如图3所示，电力行业主要包括电源系统(发电)和电网系统(输配电和变电)两部分组成。电源系统是由不同类型的发电技术组成的，主要包括：火力发电、水力发电、风力发电、核电、太阳能发电以及其他发电技术。电源系统的耗铜主要是发电机，另外还包括发电厂的电缆、断路器、各种开关、母线、电流互感器、电压互感器、避雷器、电抗器、消弧线圈等附属设备。
[0004]电网系统包括两部分，一是输配电设备，二是变电设备。电网系统的耗铜主要指中高压输变电及低压配电部分，包括电力电缆、变电站(配电站)及其附属设备。输电线的耗铜主要是存在于地下的电力电缆，而架空的输电线路基本使用的是钢芯铝绞线。变电(配电)设备主要的耗铜部分是不同电压等级的变电站。根据运行电压的高低可将变电站分为220-380V、10-35KV、35-220KV、750KV以上，中高压输变电是指电压等级在35KV以上的变电站。35kv以下的为低压配电部分，属于配电范畴。一般来说，变电容量越大的变电站单位耗铜量越少。
[0005]当前并没有一个比较简单有效的方法来实现对未来电力系统铜的在用存量、需求量和报废量的预测。
[0006]参考文献：
[0007][1]GERST M D.Linking Material Flow Analysis and Resource Policy via Future Scenarios of In-Use Stock:An Example for Copper[J].Environmental Science and Technology,2009,43(16):6320
–
6325.DOI:10.1021/es900845v.

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在提供一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法，以实现对未来电力系统铜的在用存量、需求量和报废量的预测。为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0009]一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法，其可包括以下步骤：
[0010]S1.核算出历史即1950-2016年中国电力系统铜的在用存量、需求量和报废量；
[0011]S2.根据Witch模型中的对电力能源的四种情景假设和政府间气候变化专门委员会(IPCC)开发的共享社会经济路径(SSPs)来预测未来2017-2050年中国电力系统铜的在用存量、需求量和报废量。
[0012]进一步地，S1的具体过程如下：
[0013]S11.采用自下而上的方法对电力系统铜的在用存量进行核算，计算公式为：S
Power
(t)＝S
EPG
(t)+S
DL
(t)+S
ET
(t)，其中S
Power
(t)表示电力系统在t年铜的在用存量，S
EPG
(t)表示电源系统在t年铜的在用存量，S
DL
(t)表示输配电线在t年铜的在用存量，S
ET
(t)表示变电设备在t年铜的在用存量；
[0014]S12.电力系统铜的流量核算，计算公式为：
[0015]S
i
(t)＝inF
i
(t)-outF
i
(t)+S
i
(t-1)，
[0016][0017]其中，i＝1，2，3，分别代表电力系统的三大类产品：电源系统，输配电线，变电设备；S
i
(t)表示产品i在t年的存量，S
i
(t-1)表示产品i在t-1年的存量，inF
i
(t)表示产品i在t年的流入量(需求量、表观消费量)，outF
i
(t)表示产品i在t年的流出量(报废量)，L(t-t
′
)表示寿命模型，为正态分布模型的概率密度函数。
[0018]进一步地，电源系统在t年铜的在用存量计算公式如下：
[0019]S
EPG
(t)＝S
Thepg
(t)+S
Hyepg
(t)+S
Winepg
(t)+S
Nucepg
(t)+S
othepg
(t)，
[0020]其中，S
Thepg
(t)表示火力发电站在t年的铜在用存量，S
Hyepg
(t)表示水力发电站在t年的铜在用存量，S
Winepg
(t)表示风力发电站在t年的铜在用存量，S
Nucepg
(t)表示核电站在t年的铜在用存量，S
Solepg
(t)表示太阳能发电站在t年的铜在用存量，S
othepg
(t)表示其他发电技术在t年的铜在用存量。
[0021]进一步地，变申设备在t年铜的在用存量公式计算如下：
[0022]S
ET
(t)＝S
500kvET
(t)+S
220kvET
(t)+S
110kvET
(t)+S
35kvET
(t)+S
<35kvET
(t)，
[0023]其中，S
500kvET
(t)表示500KV以上变压器在t年的铜在用存量，S
220kvET
(t)表示220-500KV变压器在t年的铜在用存量，S
110kvET
(t)表示110-220KV变压器在t年的铜在用存量，S
35kvET
(t)表示35-110KV以上变压器铜在t年的铜在用存量，S
<35kvET
(t)表示35KV以下变压器在t年的铜的在用存量。
[0024]进一步地，S2的具体过程如下：
[0025]S21.根据Witch模型中四种电力能源情景核算出2017年到2050年各种发电技术的装机容量，结合相关的铜使用强度，最后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统铜的在用存量和流量的核算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.核算出历史即1950-2016年中国电力系统铜的在用存量、需求量和报废量；S2.根据Witch模型中的对电力能源的四种情景假设和政府间气候变化专门委员会(IPCC)开发的共享社会经济路径(SSPs)来预测未来2017-2050年中国电力系统铜的在用存量、需求量和报废量。2.如权利要求1所述的电力系统铜的在用存量和流量的核算方法，其特征在于，S1的具体过程如下：S11.采用自下而上的方法对电力系统铜的在用存量进行核算，计算公式为：S
Power
(t)＝S
EPG
(t)+S
DL
(t)+S
ET
(t)，其中S
Power
(t)表示电力系统在t年铜的在用存量，S
EPG
(t)表示电源系统在t年铜的在用存量，S
DL
(t)表示输配电线在t年铜的在用存量，S
ET
(t)表示变电设备在t年铜的在用存量；S12.电力系统铜的流量核算，计算公式为：S
i
(t)＝inF
i
(t)-outF
i
(t)+S
i
(t-1)，其中，i＝1,2,3，分别代表电力系统的三大类产品：电源系统，输配电线，变电设备；S
i
(t)表示产品i在t年的存量，S
i
(t-1)表示产品i在t-1年的存量，inF
i
(t)表示产品i在t年的流入量(需求量、表观消费量)，outF
i
(t)表示产品i在t年的流出量(报废量)，L(t-t
′
)表示寿命模型，为正态分布模型的概率密度函数。3.如权利要求2所述的电力系统铜的在用存量和流量的核算方法，其特征在于，电源系统在t年铜的在用存量计算公式如下：S
EPG
(t)＝S
Thepg
(t)+S
Hyepg
(t)+S
Winepg
(t)+S
Nucepg
(t)+S
othepg
(t)，其中，S
Thepg
(t)表示火力发电站在t年的铜在用存量，S
Hyepg
(t)表示水力发电站在t年的铜在用存量，S
Winepg
(t)表示风力发电站在t年的铜在用存量，S
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝敏，陈伟强，汪鹏，宋璐璐，刘宇鹏，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：