分布式綠色能源碳交易機(jī)制及碳數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn)

習(xí)近平總書(shū)記對(duì)新能源發(fā)展提出了新的明確要求，要最終實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和“3060”目標(biāo)，就需要加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng).其中，提高綠色能源消納能力和促進(jìn)碳排放權(quán)交易對(duì)于實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)有重要作用.實(shí)行可再生能源配額制度及其衍生的綠色電力證書(shū)(簡(jiǎn)稱(chēng)綠證)交易制度可以促進(jìn)清潔能源發(fā)電企業(yè)提高收益，而碳排放權(quán)交易制度會(huì)增大傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)的減排壓力，因此將進(jìn)一步促進(jìn)清潔能源發(fā)電企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，有利于促進(jìn)我國(guó)綠色能源消納，實(shí)現(xiàn)低碳電力.

低碳電力的實(shí)現(xiàn)需要精準(zhǔn)計(jì)量碳排放量，電力是碳的重要評(píng)估途徑.因此，精確實(shí)時(shí)的碳排放流感知可為低碳電力提供數(shù)據(jù)支撐.精確的碳計(jì)量可以幫助測(cè)算能源使用效率和二氧化碳排放效率，完成碳責(zé)任的分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)節(jié)能減排，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展.而目前碳源計(jì)量方法存在以下弊端.

(1) 不夠精確.目前碳計(jì)量多按照區(qū)域?qū)用嬗?jì)算，一片地區(qū)劃定一種排放因子數(shù)據(jù)，不適用于更精細(xì)的配電網(wǎng)及微網(wǎng)結(jié)構(gòu).

試驗(yàn)采用三因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，針對(duì)貴州高海拔地區(qū)，苜蓿推廣時(shí)間短，良種良法不配套等問(wèn)題，研究氮磷鉀配施對(duì)紫花苜蓿生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，探索貴州高海拔區(qū)域紫花苜蓿單播最佳的施肥量和栽培方式，為貴州高海拔地區(qū)紫花苜蓿栽培提供一定的理論依據(jù)。

(2) 不能提供用戶(hù)側(cè)的碳排放強(qiáng)度數(shù)據(jù).目前碳計(jì)量集中在區(qū)域或發(fā)電側(cè)，未能體現(xiàn)用戶(hù)的作用，如何進(jìn)行更有效的碳責(zé)任分?jǐn)側(cè)杂写芯?

(3) 不能反映電力網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程的碳排放.基于一次能源的方法只能計(jì)算點(diǎn)排放源，無(wú)法考慮到網(wǎng)絡(luò)，因此不能將網(wǎng)絡(luò)的二氧化碳網(wǎng)損分?jǐn)偟接脩?hù)和發(fā)電側(cè).

(4) 基于歷史數(shù)據(jù)的方法未能采用更加實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，未能體現(xiàn)實(shí)時(shí)的碳排放流計(jì)算特點(diǎn).而目前關(guān)于考慮實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的研究也未能考慮缺失量測(cè)、多量測(cè)混合周期數(shù)據(jù)的融合、壞數(shù)據(jù)以及虛假數(shù)據(jù)注入攻擊等實(shí)際應(yīng)用情景.

此外，參與碳交易的主體將會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，因此考慮微網(wǎng)、配網(wǎng)里的用戶(hù)碳排放計(jì)量也是當(dāng)前研究熱點(diǎn).而電力消費(fèi)是導(dǎo)致碳排放的源頭，電網(wǎng)則可以有效引導(dǎo)碳排放的流動(dòng)，因此精確的碳排放計(jì)量方式還會(huì)為電網(wǎng)規(guī)劃、配網(wǎng)重構(gòu)等提供數(shù)據(jù)支撐，為低碳電力調(diào)度提供決策方案.低碳電力市場(chǎng)的發(fā)展也可以參考碳流追蹤的計(jì)算結(jié)果，從而可以根據(jù)各節(jié)點(diǎn)消耗的綠色電力占比和碳排放權(quán)來(lái)實(shí)施差別電價(jià)鼓勵(lì)綠電上網(wǎng).

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、多方參與、公開(kāi)透明、可追溯、防篡改等技術(shù)特點(diǎn)，在全球范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注.在推動(dòng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)型發(fā)展過(guò)程中，區(qū)塊鏈技術(shù)契合了分布式數(shù)據(jù)管理的發(fā)展需要，將區(qū)塊鏈與電網(wǎng)業(yè)務(wù)結(jié)合，有利于促進(jìn)電網(wǎng)生產(chǎn)管理和運(yùn)營(yíng)方式向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向轉(zhuǎn)型，對(duì)于電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有積極作用，可以有效地運(yùn)用在電網(wǎng)綠證交易與碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理中.

本文首先介紹了綠證制度和碳交易的研究現(xiàn)狀，從綠證交易制度和碳排放權(quán)交易制度兩方面分析當(dāng)前的實(shí)施現(xiàn)狀；其次分析區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)在綠證交易和碳資產(chǎn)管理中的應(yīng)用；從綠電溯源方法、綠證交易方案、碳交易市場(chǎng)模式、綠證與碳交易聯(lián)合市場(chǎng)4個(gè)方面展開(kāi)區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)的適用性分析；再次分析目前國(guó)內(nèi)外碳計(jì)量方式的具體數(shù)學(xué)模型以及適用于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)可用性；最后對(duì)碳計(jì)量方法的未來(lái)研究方向進(jìn)行展望.

1 綠證制度和碳交易制度的研究現(xiàn)狀

1.1 綠證制度實(shí)施現(xiàn)狀與效果

..綠證制度的實(shí)施現(xiàn)狀 從2017年開(kāi)始，政府逐步出臺(tái)可再生能源電力配額(簡(jiǎn)稱(chēng)配額制)和綠證認(rèn)購(gòu)的相關(guān)政策，目的在于用市場(chǎng)化方式完成對(duì)原有可再生能源補(bǔ)貼政策的替代，激勵(lì)可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展.配額制是目前提及較多的一種激勵(lì)政策，其使得承擔(dān)配額的主體包括發(fā)電廠(chǎng)商、電網(wǎng)公司以及用電用戶(hù)必須生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用超過(guò)給定最低比率的可再生能源電力.

而綠證交易制度的實(shí)行旨在確保配額制能夠有效地展開(kāi).綠證作為市場(chǎng)消納可再生能源的憑證，具有貨幣的交易屬性.交易過(guò)程中，可再生能源的發(fā)電廠(chǎng)商通過(guò)銷(xiāo)售綠證來(lái)獲取補(bǔ)貼，需要履行配額義務(wù)的主體通過(guò)購(gòu)買(mǎi)綠證來(lái)完成消納指標(biāo).綠證交易與配額制關(guān)系密切，受政策影響和價(jià)格機(jī)制的共同影響.

在國(guó)外，綠證制度已有一段發(fā)展歷史.在美國(guó)，綠證交易制度的有效實(shí)施可以提升可再生能源的裝機(jī)容量，促進(jìn)新能源消納.自2000年以來(lái)，美國(guó)有60%的可再生能源發(fā)電量來(lái)自于各州配額制的出臺(tái)和綠證市場(chǎng)的建立.此外，綠證制度也會(huì)因政策的不確定性而具有一定實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，例如羅馬尼亞受2013年國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響和電能價(jià)格的調(diào)整，可再生能源配額下降使得市場(chǎng)上綠證溢出，價(jià)格下跌，可再生能源的發(fā)展幾乎停滯.不合理的綠證制度設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致綠證價(jià)格波動(dòng)，從而影響具體應(yīng)用效果.

談判開(kāi)始后，俄國(guó)堅(jiān)持以中國(guó)常駐卡倫為界，想占領(lǐng)卡倫之外之地。明誼雖據(jù)理駁斥，未予同意。同治二年(1863)3月下旬起，俄國(guó)西西伯利亞總督出動(dòng)俄兵，向中國(guó)西部境內(nèi)縱深地帶推進(jìn)，直指塔爾巴哈臺(tái)、科布多、齋桑淖爾和伊犁等戰(zhàn)略要地。

截至2020年2月，我國(guó)累計(jì)風(fēng)電綠證核發(fā)量、掛牌量和交易量分別為 23 315 779、5 607 607、36 277 個(gè)，掛牌率為24.19%，交易量總占比為0.16%；累計(jì)光伏發(fā)電綠證核發(fā)量、掛牌量和交易量分別為 3 845 828、544 811、161個(gè)，掛牌率為14.2%，交易量總占比為0.004%.由此可見(jiàn)，我國(guó)缺乏強(qiáng)制性和激勵(lì)性措施的自愿綠證交易，市場(chǎng)的積極性嚴(yán)重不足.為此，亟需在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施強(qiáng)制性綠證交易.

..綠證制度對(duì)電力系統(tǒng)的影響 可再生能源配額制的提出和引入旨在緩解清潔能源消納矛盾，提高清潔能源在能源消費(fèi)和供給中的比率.近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)可再生能源配額制和綠證交易機(jī)制對(duì)電力系統(tǒng)的影響展開(kāi)了一系列研究，主要集中在以下幾個(gè)方面.

(1) 機(jī)制的設(shè)計(jì)等理論系統(tǒng)搭建.文獻(xiàn)[7]采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，從長(zhǎng)期角度在可再生能源動(dòng)態(tài)模型中考慮配額制的影響，描述其發(fā)展過(guò)程中多種因素互相影響的過(guò)程.文獻(xiàn)[8]基于配額制政策的指導(dǎo)方向，將年度風(fēng)電消納分發(fā)至各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，再向下直到各省級(jí)電網(wǎng)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度提出一種多尺度的可再生能源消納體系.

(2) 激勵(lì)電力市場(chǎng)的需求和供給.文獻(xiàn)[9]基于配額制設(shè)計(jì)了國(guó)家可再生能源市場(chǎng)的出清機(jī)制，研究結(jié)果表明該機(jī)制可以激勵(lì)促進(jìn)可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)水平.文獻(xiàn)[10]將現(xiàn)有固定電價(jià)制和配額制相結(jié)合，提出一套兩種制度協(xié)同發(fā)展下的電力市場(chǎng)均衡模型.文獻(xiàn)[11]考慮制定一個(gè)綜合能源發(fā)售電商的競(jìng)價(jià)策略，既可以通過(guò)配額制考核，又可以規(guī)避風(fēng)電不確定性和差調(diào)度性帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn).

(3) 對(duì)優(yōu)化調(diào)度的影響.文獻(xiàn)[12]研究了配額制的實(shí)施對(duì)風(fēng)電調(diào)度計(jì)劃的影響，研究結(jié)果表明較高的配額比率和綠證價(jià)格會(huì)提高風(fēng)電的消納.文獻(xiàn)[13]將綠證交易考慮至綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度中，采用算例分析說(shuō)明綠證交易有助于系統(tǒng)運(yùn)行成本下降和綠電消納的提升.

1.2 碳交易制度實(shí)施現(xiàn)狀與效果

..碳交易制度的實(shí)施現(xiàn)狀 在我國(guó)，能源結(jié)構(gòu)常以煤炭等化石燃料為主.受地理位置的影響，人口集中在我國(guó)東部，一段時(shí)間密集的能源消耗將會(huì)使得碳排放遠(yuǎn)超環(huán)境承載力，因此需要采取措施控制碳排放量，緩解碳排放壓力.碳交易是將二氧化碳排放權(quán)商品化的一種市場(chǎng)機(jī)制.2002年，英國(guó)成立了全球第一個(gè)碳排放權(quán)交易市場(chǎng).隨后歐盟、美國(guó)、加拿大及澳大利亞也陸續(xù)開(kāi)展了碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的建設(shè).我國(guó)碳交易市場(chǎng)成立于2017年12月19日，主要交易碳排放配額(Carbon Emission Permits Allocation, CEPA)和國(guó)家核證自愿減排量(Chinese Certificated Emission Reduction, CCER)兩類(lèi)商品.

隨著參與交易的主體增多，涉及到的綠證數(shù)量或碳排放額交易記錄數(shù)都會(huì)與日俱增.綠證和碳排放權(quán)的交易從核發(fā)到登記具有周期性特點(diǎn)，因此需要一種透明、安全、便捷的去中心化技術(shù)來(lái)支撐未來(lái)綠證和碳排放權(quán)交易市場(chǎng).

CCER則需要通過(guò)項(xiàng)目的審查、備案和登記，經(jīng)國(guó)務(wù)院生態(tài)環(huán)境主管部門(mén)認(rèn)可之后，通過(guò)削減排放量獲得減排憑證.可再生能源發(fā)電幾乎不產(chǎn)生碳排放，因此常以CCER的形式參與碳交易，作為減排貢獻(xiàn)的證明來(lái)替代新能源發(fā)電的補(bǔ)貼進(jìn)入市場(chǎng)交易.

高碳排企業(yè)將會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)來(lái)降低自己的碳排放量，降低由于超出碳排放額的經(jīng)濟(jì)損失；可再生能源企業(yè)通過(guò)購(gòu)買(mǎi)發(fā)電權(quán)多發(fā)電，進(jìn)一步參與競(jìng)爭(zhēng).因此，在電力系統(tǒng)引入碳交易制度有利于改變我國(guó)總體電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型和雙碳目標(biāo).

..碳交易制度對(duì)電力系統(tǒng)的影響 近年來(lái)，隨著社會(huì)各界對(duì)大氣碳排放問(wèn)題的日益重視，碳排放權(quán)作為能夠有效抑制碳排放的政策性工具，得到了廣泛關(guān)注.在政策研究方面，文獻(xiàn)[15]從碳市場(chǎng)中各部門(mén)行為分析、碳交易總量以及碳價(jià)格、排放限額、交易對(duì)部門(mén)產(chǎn)出、就業(yè)和GDP的經(jīng)濟(jì)影響方面研究了碳交易機(jī)制的相關(guān)政策問(wèn)題.就電力行業(yè)而言，國(guó)內(nèi)外的研究多集中在考慮碳交易所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益.文獻(xiàn)[16]以芬蘭為例，探討了歐盟碳排放交易體系對(duì)投資決策的影響.總體而言，碳交易的實(shí)行會(huì)提高發(fā)電商的發(fā)電成本，其中高能耗、高碳排的機(jī)組比可再生能源機(jī)組的發(fā)電成本增加更多，從而影響電量批發(fā)價(jià)，進(jìn)一步影響機(jī)組組合和電力調(diào)度等方面，以及用戶(hù)的用電傾向.

我國(guó)自2017年開(kāi)始開(kāi)展碳市場(chǎng)試點(diǎn)工作以來(lái)，國(guó)內(nèi)也圍繞碳交易對(duì)電力系統(tǒng)的各方面影響展開(kāi)了研究.

首先，“傳記史學(xué)”的概念可以成立，國(guó)內(nèi)外學(xué)界已開(kāi)始使用。筆者檢索到的中國(guó)最早使用“傳記史學(xué)”一詞的是臺(tái)灣歷史學(xué)家張玉法，在其《歷史學(xué)的新領(lǐng)域》的附錄里收錄了一篇《從傳記文學(xué)到傳記史學(xué)——評(píng)介李云漢先生近著三種》的文章，此文原發(fā)表于1973年出版第三年第六期的《新知雜志》上，作者在文中對(duì)傳記文學(xué)與傳記史學(xué)做了區(qū)分，提出了傳記史學(xué)的獨(dú)立化，傳記史學(xué)應(yīng)與傳記文學(xué)劃清界限，以利于本學(xué)科發(fā)展，并對(duì)李云漢先生的三本傳記史學(xué)著作一一作了評(píng)介,然而在這篇文章中，張玉法先生并沒(méi)有對(duì)傳記史學(xué)的定義給出解釋。

(4) 構(gòu)建具有綠證與碳資產(chǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)制的聯(lián)合市場(chǎng)，可以結(jié)合綠證交易與碳資產(chǎn)交易，幫助用戶(hù)將多余的綠證資源轉(zhuǎn)化為碳資產(chǎn)，為滿(mǎn)足用戶(hù)碳排放容量提供參考.

在優(yōu)化調(diào)度方面，合理有效的電力系統(tǒng)調(diào)度方式將是實(shí)現(xiàn)高效低碳的有力手段.光伏、風(fēng)電等可再生能源具有無(wú)碳排放特性，結(jié)合其波動(dòng)性，勢(shì)必會(huì)影響傳統(tǒng)電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方式.因此，現(xiàn)有文獻(xiàn)針對(duì)低碳背景下的風(fēng)電、光伏等可再生能源調(diào)度方法進(jìn)行研究.文獻(xiàn)[14]提出碳排放也可以作為一種可調(diào)度資源參與風(fēng)電調(diào)度，因而提出了兼顧低碳性和經(jīng)濟(jì)性的多目標(biāo)風(fēng)電調(diào)度模型，以碳交易價(jià)格的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)兩者的平衡.文獻(xiàn)[19]在計(jì)及對(duì)碳排放配額制方面的考慮引入二氧化碳的過(guò)排放成本，進(jìn)一步考慮風(fēng)電的隨機(jī)性，實(shí)現(xiàn)低碳化的最優(yōu)風(fēng)電接納.文獻(xiàn)[20]將基于價(jià)格和基于激勵(lì)形式的需求響應(yīng)機(jī)組以及碳交易同時(shí)引入含風(fēng)電的電力調(diào)度中，實(shí)現(xiàn)成本下降和低碳運(yùn)行.文獻(xiàn)[21]指出在傳統(tǒng)電力調(diào)度時(shí)，未考慮碳排放因素使得低碳排、發(fā)電成本高的清潔能源得不到有效利用，因此碳交易成本高；在考慮了低碳的調(diào)度運(yùn)行中，雖然發(fā)電成本有所增加，但是碳交易成本卻大幅下降.文獻(xiàn)[22]考慮換電站虛擬電廠(chǎng)、風(fēng)電、具有碳捕集技術(shù)的火電機(jī)組之間的互動(dòng)關(guān)系，指出接入風(fēng)電和換電站能夠減少碳排放，降低運(yùn)行成本，增加機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用.文獻(xiàn)[23]考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)和碳交易系統(tǒng)，并對(duì)比分析兩者對(duì)提升風(fēng)電消納的效果，結(jié)果表明引入儲(chǔ)能系統(tǒng)和碳交易系統(tǒng)，會(huì)降低棄風(fēng)率，減少火電發(fā)電量和煤耗量，但儲(chǔ)能成本過(guò)高仍是限制因素.文獻(xiàn)[24]進(jìn)一步考慮需求側(cè)需求響應(yīng)、電動(dòng)汽車(chē)、分布式電源等多種資源和碳交易對(duì)機(jī)組組合模型的影響，對(duì)機(jī)組組合作低碳優(yōu)化.文獻(xiàn)[25]提出一種日前調(diào)度的雙階段魯棒優(yōu)化模型，充分考慮了碳權(quán)交易額度、碳交易價(jià)格波動(dòng)和負(fù)荷或風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差對(duì)調(diào)度結(jié)果的影響.

在非傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行方面，涉及碳交易機(jī)制優(yōu)化模型的形式主要有多目標(biāo)模型(包括碳排放最小目標(biāo))和單目標(biāo)模型(碳排放經(jīng)濟(jì)懲罰成本作為約束條件)兩種.文獻(xiàn)[26]考慮了電-氣綜合能源系統(tǒng)的低碳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型.結(jié)果表明，在碳交易機(jī)制下，電-氣綜合能源系統(tǒng)較單獨(dú)火電系統(tǒng)的發(fā)電成本更低，碳排量也更低.其中碳價(jià)格和天然氣價(jià)格都會(huì)影響到低碳目標(biāo)的相對(duì)權(quán)重，因而系統(tǒng)對(duì)其波動(dòng)非常敏感.文獻(xiàn)[27]考慮了低碳背景下交直流混合微網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行模型，并對(duì)比3種不同權(quán)重的調(diào)度方式，得出等權(quán)重方式能更好實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能減排目標(biāo).

1.3 綠證和碳交易制度面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)有的綠證交易和碳交易制度研究多集中在交易報(bào)價(jià)、市場(chǎng)協(xié)調(diào)和交易評(píng)估以及配額分配.然而，市場(chǎng)的有效運(yùn)行離不開(kāi)對(duì)交易信息的準(zhǔn)確把控，交易信息需要對(duì)電力系統(tǒng)物理層數(shù)據(jù)進(jìn)行有效挖掘，目前從數(shù)據(jù)價(jià)值出發(fā)的研究則相對(duì)較少.數(shù)據(jù)的安全性和準(zhǔn)確性對(duì)現(xiàn)有綠證交易和碳交易市場(chǎng)提出了挑戰(zhàn)，主要分為以下3個(gè)方面.

（四）全球債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)累積。4月，IMF《財(cái)政監(jiān)測(cè)報(bào)告》顯示，2016年全球公共和私人債務(wù)總額創(chuàng)歷史新高，達(dá)164萬(wàn)億美元，2.25倍于全球GDP，比2009年金融危機(jī)期間高出12個(gè)百分點(diǎn)。發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體公共債務(wù)占GDP平均比重達(dá)105%，為二戰(zhàn)以來(lái)最高水平，新興經(jīng)濟(jì)體和低收入發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體該比重分別接近或超過(guò)50%和40%。當(dāng)前，市場(chǎng)普遍憂(yōu)慮減稅并擴(kuò)張財(cái)政的美國(guó)債務(wù)問(wèn)題，以及“金融退潮”中新興市場(chǎng)和發(fā)展中國(guó)家債務(wù)違約問(wèn)題。持續(xù)上漲的債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)將削弱經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、消費(fèi)和就業(yè)，并加大銀行危機(jī)發(fā)生的概率。

統(tǒng)編版《道德與法治》教材不僅著眼于學(xué)生當(dāng)前知識(shí)掌握和技能訓(xùn)練，更注重學(xué)生能力的開(kāi)發(fā)和未來(lái)的發(fā)展。但是不少教師在教學(xué)活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題，即教學(xué)任務(wù)很難在《課標(biāo)》要求的時(shí)間內(nèi)完成，且不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。經(jīng)過(guò)分析討論，教師普遍覺(jué)得原因有三：一是課時(shí)不夠用；二是講課的深度不好掌握；三是講和考有時(shí)有所差別、不對(duì)應(yīng)。為此，教師必須改變教學(xué)模式，運(yùn)用“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”教學(xué)法，具體過(guò)程就是編寫(xiě)和運(yùn)用學(xué)案，在使用過(guò)程中進(jìn)行探索和研究，解決生成的各種的問(wèn)題，然后進(jìn)行總結(jié)和反思。實(shí)踐已證明，好的學(xué)案是改善教學(xué)效果的助力劑，可以極大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀(guān)能動(dòng)性。

農(nóng)業(yè)，為民生之本。當(dāng)各種各樣的農(nóng)田作物成為人們的盤(pán)中餐時(shí)，被棄用的農(nóng)用地膜的去向卻成了一大難題。因?yàn)椴豢山到馇一厥粘杀局鹉暝黾樱陱?fù)一年，農(nóng)民們只能任由廢棄的農(nóng)膜堆在田間地頭，隨風(fēng)漫天飛舞，白色垃圾貽害萬(wàn)年。

(1) 加強(qiáng)對(duì)電力數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，提高交易數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.目前對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用力度不夠，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)討論，應(yīng)該加強(qiáng)綠電溯源技術(shù)的研究和展開(kāi)，告別模糊計(jì)量，實(shí)現(xiàn)精確追溯.綠電溯源除了可以提供精確的計(jì)量信息之外，還可以為綠證計(jì)量提供參考意見(jiàn)，從而實(shí)現(xiàn)金融上市場(chǎng)交易與物理上綠色能源消納的橋梁，有助于交易的準(zhǔn)確性和有效性.

區(qū)塊鏈又被稱(chēng)為分布式賬本，目前被廣泛運(yùn)用在電子交易、醫(yī)療管理、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域中.區(qū)塊鏈技術(shù)具有靈活、公開(kāi)透明、安全等特點(diǎn)，主要有加密算法、共識(shí)機(jī)制與智能合約、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù).包括信息加密和數(shù)字簽名的區(qū)塊鏈非對(duì)稱(chēng)加密算法確保了交易的獨(dú)立性和自由性；區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制保證每一個(gè)決策基于多數(shù)服從原則，其特點(diǎn)在于一旦形成共識(shí)則不可逆，可有效解決多個(gè)用戶(hù)的協(xié)商的問(wèn)題，因而賦予了綠電和碳權(quán)交易公開(kāi)透明、不可篡改的特性；區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制采用數(shù)字摘要(哈希值)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性.

在農(nóng)業(yè)科技飛速發(fā)展的大背景下，玉米種植實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化生產(chǎn)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的又一重要課題。我單位是云南省陸良縣召夸鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，在當(dāng)?shù)赜衩兹虣C(jī)械化方面進(jìn)行了積極嘗試，為地區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。但“發(fā)展始終在路上”，陸良縣玉米全程機(jī)械化仍存在一些實(shí)際困難，針對(duì)這一情況提出了幾點(diǎn)解決建議，希望能夠給廣大同行以有益的啟示。

(3) 綠證和碳交易的聯(lián)合運(yùn)行.目前國(guó)內(nèi)尚未形成成熟的綠證和碳交易聯(lián)合市場(chǎng)，綠證促進(jìn)可再生能源消納的效果和碳交易促進(jìn)節(jié)能減排的效果都有待加強(qiáng).因此，實(shí)現(xiàn)更靈活更高效的聯(lián)合市場(chǎng)，將會(huì)減少繁瑣環(huán)節(jié)，提高交易效率，同時(shí)促進(jìn)可再生能源的全局配置.

2 區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)的適用性分析

政策制定者初始確定年度碳排放額度，將其分配到各企業(yè)作為企業(yè)依法排放定量二氧化碳的權(quán)利.碳排放權(quán)的初始分配有免費(fèi)分配和有償分配兩種方式，通常后者會(huì)增加行業(yè)的額外負(fù)擔(dān)，因而通采用更易被接受的免費(fèi)分配方式.

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種安全分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，近年來(lái)已在金融、醫(yī)療、數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.基于區(qū)塊鏈技術(shù)提出一種綠色能源碳交易機(jī)制與碳數(shù)據(jù)管理架構(gòu)，如圖1所示.該架構(gòu)圍繞電網(wǎng)綠色能量消納、綠證流通過(guò)程、碳資產(chǎn)流轉(zhuǎn)過(guò)程之間的相互關(guān)系，對(duì)以下4個(gè)方面展開(kāi)研究.

(1) 基于綜合數(shù)據(jù)融合和共識(shí)機(jī)制的綠電溯源方法可以有效感知微網(wǎng)用戶(hù)某一時(shí)間段消納的電力由哪些綠色能源供應(yīng)，每種綠色能源在消納電力中貢獻(xiàn)的電量比率和電量值.

(2) 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的綠證交易方案可以將消納綠電換算為綠證，從而有效地幫助用戶(hù)了解自身已擁有的綠證資源，減少購(gòu)買(mǎi)綠證的成本，為用戶(hù)所需的綠證購(gòu)買(mǎi)提供支持.

本節(jié)用計(jì)算機(jī)仿真來(lái)驗(yàn)證前面的結(jié)果?？紤]一個(gè)等級(jí)群體包含20個(gè)個(gè)體,總時(shí)間取20 s,耦合強(qiáng)度取10,當(dāng)所有個(gè)體之間速度差的范數(shù)和小于10-2時(shí),認(rèn)為群體達(dá)到群集運(yùn)動(dòng)。

(3) 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的碳交易市場(chǎng)模式可以整合微網(wǎng)零散的碳資源，使其滿(mǎn)足參與全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的條件，進(jìn)一步加速碳排放權(quán)的交易過(guò)程，使得各用戶(hù)能夠更加有效地進(jìn)行交易.

在發(fā)電權(quán)交易方面，文獻(xiàn)[17]假設(shè)只在發(fā)電商之間進(jìn)行碳交易，提出優(yōu)先調(diào)度采用減排技術(shù)的機(jī)組.文獻(xiàn)[18]指出考慮碳排放交易可以激勵(lì)發(fā)電權(quán)交易，而考慮碳排放交易的發(fā)電權(quán)交易也會(huì)進(jìn)一步減少煤炭消耗，減少二氧化碳排放.

2.1 區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)

(2) 有效統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理技術(shù)與平臺(tái).綠證交易和碳交易數(shù)據(jù)的更新和管理需要有效的數(shù)據(jù)平臺(tái).區(qū)塊鏈具有靈活性、安全性、公開(kāi)性，其關(guān)鍵技術(shù)，如去中心化的數(shù)據(jù)管理、具備先進(jìn)加密技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、可靈活編程的智能合約，都能為目前的綠證交易和碳交易提供先進(jìn)平臺(tái).成熟的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用有助于提高交易信息的安全性，高效的數(shù)據(jù)管理也有助于幫助用戶(hù)了解自身綠電使用情況，為其綠證購(gòu)買(mǎi)提供支持.區(qū)塊鏈技術(shù)在交易和數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域潛力巨大，因此需要對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的適用性分析.

2.2 基于綜合數(shù)據(jù)融合和共識(shí)機(jī)制的綠電溯源方法

現(xiàn)代電網(wǎng)是由風(fēng)電、光伏、水電、火電等不同類(lèi)型電源供電的混合能源系統(tǒng)，供電企業(yè)和用戶(hù)往往無(wú)法確知其消納的電力中風(fēng)電、光伏、水電和火電等能源成分占比.綠電溯源計(jì)量方法可以追溯用戶(hù)在某一時(shí)段消納的電力由哪些綠色能源供應(yīng)，每種綠色能源在消納電力中貢獻(xiàn)的電量率和電量值.微網(wǎng)用戶(hù)能夠直觀(guān)了解所用電結(jié)構(gòu)、清潔能源使用占比及保護(hù)環(huán)境貢獻(xiàn)度.通過(guò)實(shí)時(shí)挖掘分析、常態(tài)化綜合評(píng)價(jià)微網(wǎng)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，可提供便捷的綠電信息移動(dòng)共享查詢(xún)服務(wù)，提升社會(huì)各界對(duì)綠電活動(dòng)的參與感、互動(dòng)感.因此可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)共識(shí)機(jī)制的選取，實(shí)現(xiàn)對(duì)交易的記錄的實(shí)時(shí)處理，保證系統(tǒng)的低延遲和實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在鏈條上對(duì)整個(gè)交易系統(tǒng)所有參與用戶(hù)綠電消納的動(dòng)態(tài)感知功能.

為實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)用戶(hù)綠電溯源，精細(xì)區(qū)分用電客戶(hù)的水電、光伏發(fā)電、風(fēng)電等電量消費(fèi)情況，可采取如圖2所示的綠電溯源體系總體架構(gòu).基于共識(shí)機(jī)制的綠電溯源系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集技術(shù)，將微網(wǎng)用戶(hù)的綠色用電量率、綠色用電量值、綠色能源種類(lèi)等對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)、鏈接，同時(shí)記錄各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)并上傳至區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)，為綠電溯源提供數(shù)據(jù)依據(jù).基于共識(shí)機(jī)制的綠電溯源系統(tǒng)，主要功能包括基本信息管理、各環(huán)節(jié)信息采集、環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)以及追溯信息查詢(xún)功能.

漢口鎮(zhèn)的龍王廟每年都會(huì)有祭拜盛事，三年前黑旗會(huì)強(qiáng)占廟宇建了分壇后方圓一里人跡罕至。蕭飛羽一行聽(tīng)到懸掛在龍王廟殿角銅鈴在習(xí)習(xí)輕風(fēng)中的叮當(dāng)聲，接著看到雕飾精美的殿角飛檐、金瓦紅墻和九級(jí)寬大石階上的四個(gè)灰衣人，所有人的熱血頓時(shí)沸騰起來(lái)。

綠電追溯方法還能為綠證核發(fā)和碳配額計(jì)算提供參考，避免供給側(cè)已交付綠證/碳稅后在負(fù)荷側(cè)再次進(jìn)行激勵(lì)或懲罰的二次消費(fèi).平價(jià)上網(wǎng)時(shí)，現(xiàn)行的電力市場(chǎng)交易模式無(wú)法體現(xiàn)清潔能源的綠色價(jià)值，因此需要核發(fā)綠證.綠證的核發(fā)和配額的計(jì)算都應(yīng)該根據(jù)綠電的來(lái)源進(jìn)行，同時(shí)綠證上也包含數(shù)字憑證，作為該綠證唯一的編號(hào)證明.目前國(guó)家能源局只面向大型風(fēng)電場(chǎng)和光伏站核發(fā)綠證，因此分布式光伏發(fā)電和不在補(bǔ)助目錄內(nèi)的風(fēng)電或光伏項(xiàng)目無(wú)法獲得綠證.然而，由于分布式可再生能源在負(fù)荷側(cè)的占比不斷提高，電網(wǎng)可根據(jù)綠電溯源結(jié)果為未經(jīng)國(guó)家能源局核發(fā)的小型分布式電源提供綠證證明的計(jì)量，遵循綠證核發(fā)后就不能享受可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼的原則.因此，有效的綠電溯源方法將更好地確保綠證在進(jìn)入市場(chǎng)前從源頭保證綠證的合法性，避免二次消費(fèi).綠電溯源方法從物理角度追蹤，直觀(guān)清晰.根據(jù)電能流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物理流核算綠電成本，其結(jié)果也能為市場(chǎng)電價(jià)制定給予合理的參考建議.

2.3 基于區(qū)塊鏈的綠證交易平臺(tái)方案

借助于區(qū)塊鏈的公開(kāi)透明、去中心化、安全等特點(diǎn)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的綠證交易不僅可以防止綠證交易信息被惡意篡改，也將有效地提高交易效率和公開(kāi)透明度.該交易平臺(tái)各主體關(guān)系如圖3所示.微網(wǎng)用戶(hù)、綠證交易平臺(tái)和行政監(jiān)管部門(mén)通過(guò)區(qū)塊鏈綠證交易鏈聯(lián)合運(yùn)行.綠證流通過(guò)程主要分為核發(fā)綠證、交易綠證和核查綠證3個(gè)方面.首先由行政監(jiān)管部門(mén)對(duì)各微網(wǎng)的可再生能源供應(yīng)商進(jìn)行資質(zhì)審查，通過(guò)審查的可再生能源再由電網(wǎng)公司進(jìn)行實(shí)際可再生能源電量上網(wǎng)的計(jì)量，并按照1 MW·h兌換1本(不足1 MW·h的累積至次日計(jì)入)的原則換算為綠證.綠證的編號(hào)應(yīng)具有唯一性，從而可溯源.在交易綠證時(shí)，雙方達(dá)成一致協(xié)議時(shí)則進(jìn)行綠證所有權(quán)的轉(zhuǎn)移，交易平臺(tái)不干涉雙方交易，僅提供平臺(tái)且記錄信息.最后在綠證核查環(huán)節(jié)，監(jiān)管部門(mén)應(yīng)核查所有微網(wǎng)用戶(hù)持有綠證的有效性和所有權(quán)，并確認(rèn)該用戶(hù)是否完成配額制要求并按要求實(shí)施懲罰措施.已參與配額認(rèn)證的綠證將退出市場(chǎng)，由監(jiān)管部門(mén)統(tǒng)一注銷(xiāo)備案.

在基于區(qū)塊鏈的綠證交易平臺(tái)方案中，智能合約作為部署于區(qū)塊鏈中的內(nèi)部代碼，可以按照預(yù)設(shè)邏輯自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)環(huán)節(jié)：① 綠證核發(fā)環(huán)節(jié)將按照可再生能源電量與綠證換算邏輯的自動(dòng)換算；② 監(jiān)管部門(mén)對(duì)各用戶(hù)是否滿(mǎn)足配額達(dá)標(biāo)的核查；③ 核查后各用戶(hù)所缺綠證數(shù)自動(dòng)進(jìn)入市場(chǎng)公示；④ 交易完成后交易記錄信息(購(gòu)入、出售側(cè)信息和日期、綠證編號(hào)以及價(jià)格)上鏈.

2.4 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的碳交易模式

目前碳交易主要采用碳排放權(quán)交易和CCER交易兩種模式.根據(jù)碳交易流轉(zhuǎn)模式可知，整個(gè)碳交易過(guò)程涉及到的參與者包括：碳排放權(quán)購(gòu)買(mǎi)方與出售方、CCER交易方與購(gòu)買(mǎi)方以及出售方、碳排放核查咨詢(xún)機(jī)構(gòu)、政府、第三方平臺(tái).因此碳交易涉及多方業(yè)務(wù)平臺(tái)，適合基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建系統(tǒng)以支撐不同參與者的多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景.該交易平臺(tái)各主體關(guān)系如圖4所示.首先各業(yè)務(wù)主體都將獲得公鑰和私鑰進(jìn)入碳交易區(qū)塊鏈系統(tǒng)，各交易方由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和CCER注冊(cè)登記平臺(tái)確認(rèn)其可交易碳排放權(quán)以及CCER減排量，為交易撮合做準(zhǔn)備.交易過(guò)程中，碳排放權(quán)購(gòu)買(mǎi)方與出售方、CCER交易方和購(gòu)買(mǎi)方以及出售方將分別在碳排放權(quán)和CCER交易平臺(tái)進(jìn)行碳資源交易.同時(shí)，CCER減排量可根據(jù)智能合約折算抵消為碳排放權(quán)參與市場(chǎng)交易.碳交易結(jié)束時(shí)，被交易的碳排放權(quán)和CCER減排量應(yīng)按照交易記錄進(jìn)行所有權(quán)的更改，并將新的所有權(quán)轉(zhuǎn)移信息實(shí)時(shí)記錄在區(qū)塊鏈上.最后，行政部門(mén)應(yīng)對(duì)各用戶(hù)的碳排放權(quán)進(jìn)行清繳，對(duì)已抵消配額的CCER減排量進(jìn)行清算.區(qū)塊鏈系統(tǒng)還允許碳排放核查咨詢(xún)機(jī)構(gòu)、政府、第三方平臺(tái)實(shí)時(shí)查詢(xún)并監(jiān)管，防范金融風(fēng)險(xiǎn).

對(duì)于微網(wǎng)內(nèi)零散的CCER資源，還可以采用基于區(qū)塊鏈技術(shù)的微網(wǎng)內(nèi)CCER資產(chǎn)聚合代理運(yùn)營(yíng)策略進(jìn)行整合交易.聚合代理商通過(guò)整合微網(wǎng)內(nèi)零散的CCER資源，并由此在全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)進(jìn)行交易，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示.各微網(wǎng)用戶(hù)對(duì)所在區(qū)域聚合代理商給出的補(bǔ)償價(jià)格進(jìn)行響應(yīng)，聚合商在滿(mǎn)足可交易的碳排放權(quán)容量的前提下，通過(guò)優(yōu)化其所在區(qū)域內(nèi)可聚合的CCER資源，使得實(shí)際售賣(mài)的碳排放權(quán)與聚合CCER資源盡可能一致，并使自身凈利潤(rùn)達(dá)到最大.

對(duì)微網(wǎng)內(nèi)CCER資產(chǎn)較小的微網(wǎng)用戶(hù)而言，CCER資產(chǎn)聚合代理商聚合了海量的、具有強(qiáng)大整合潛力的CCER資產(chǎn)資源，使其滿(mǎn)足參與全國(guó)碳排放權(quán)交易的條件，大量分散的微網(wǎng)CCER資產(chǎn)可以被利用起來(lái)，為其提供了碳交易的途徑，提高了整體效益.聚合代理商在整合微網(wǎng)CCER資產(chǎn)參與碳交易之前，會(huì)對(duì)其所控制的資源進(jìn)行信息預(yù)測(cè)，從而降低不確定因素對(duì)決策的影響，從而更好地把握用戶(hù)的可售CCER資產(chǎn)，制定更合理的整合方案.在完成資源信息預(yù)測(cè)后，聚合代理商可以整合CCER資產(chǎn)參與全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)并獲得收益.

2.5 構(gòu)建綠證與碳交易聯(lián)合市場(chǎng)

綠證記載了新能源電力的全部屬性信息，是天然且精確的二氧化碳減排衡量方式，可以與未來(lái)碳減排交易體系形成天然的銜接.但是兩者在具體任務(wù)上也有所區(qū)分，綠證交易解決能源結(jié)構(gòu)調(diào)整問(wèn)題，而碳排放市場(chǎng)解決溫室氣體排放問(wèn)題.

新能源電力是碳排放交易中能夠精確計(jì)量和核查的參與方，每1 MW·h新能源電力減少的二氧化碳排放量是確定的，在我國(guó)碳排放權(quán)交易機(jī)制的過(guò)程中，明確綠證背后所代表的減排權(quán)益歸屬即可參與碳排放權(quán)交易.目前關(guān)于綠證和碳交易的聯(lián)合市場(chǎng)研究較少，而兩者原本的設(shè)計(jì)初衷都是節(jié)能減排、促進(jìn)綠色能源消納，因而有必要考慮構(gòu)建具有綠證與碳資產(chǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)制的聯(lián)合市場(chǎng).歐美碳市場(chǎng)和綠證市場(chǎng)都是相對(duì)獨(dú)立的，各司其職.目前我國(guó)碳市場(chǎng)的設(shè)計(jì)并沒(méi)有考慮綠證，因此本文所提綠證和碳資源聯(lián)合市場(chǎng)是目前待研究的方向，初衷為幫助可再生能源公司處理有效期內(nèi)的綠證，避免過(guò)期浪費(fèi)，同時(shí)也給予傳統(tǒng)化石能源企業(yè)購(gòu)買(mǎi)綠證抵扣碳排放權(quán)的策略，最后促進(jìn)區(qū)域內(nèi)綠電消納和聯(lián)合減排.文獻(xiàn)[32]提出將綠證與碳分別出清后，再構(gòu)建綠證和碳排放權(quán)配額直接轉(zhuǎn)化的機(jī)制，使得持有綠證余額的用戶(hù)再次進(jìn)入碳市場(chǎng)進(jìn)行交易，有效整合從而完成綠證和碳資源的全局優(yōu)化.其中，構(gòu)建直接轉(zhuǎn)化的機(jī)制是將綠證折算為可抵消的碳排放權(quán)數(shù)量.然而，這種轉(zhuǎn)化機(jī)制受很多因素影響，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)修改調(diào)整：

第三，以提升學(xué)生素質(zhì)和技能為核心，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)涵。在固有優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，根據(jù)時(shí)代發(fā)展需要，打破純藝術(shù)人才培養(yǎng)的模式，開(kāi)發(fā)并建設(shè)一批有新知識(shí)含量的課程，在專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練中，增強(qiáng)技能訓(xùn)練的需求。這種調(diào)整以中央美術(shù)學(xué)院為代表，始于20世紀(jì)90年代。主要是：在教學(xué)中增加了傳統(tǒng)繪畫(huà)的學(xué)習(xí)量，將篆刻及書(shū)法納入國(guó)畫(huà)教學(xué)的范圍之內(nèi)。使用學(xué)分制學(xué)習(xí)方式，每個(gè)學(xué)生每學(xué)期最后4星期可在全校范圍內(nèi)跨系、跨專(zhuān)業(yè)大范圍選修課程。注重社會(huì)實(shí)踐，把握時(shí)代精神。

(1)

式中：為折算比率；為交易價(jià)格調(diào)整參數(shù)，與當(dāng)?shù)乜稍偕茉搭?lèi)型、聯(lián)合市場(chǎng)運(yùn)行期間氣候條件以及當(dāng)?shù)厝济簝r(jià)格有關(guān)；和為綠證交易和碳排放權(quán)交易的邊際價(jià)格.

在區(qū)塊鏈的技術(shù)框架下，新的聯(lián)合市場(chǎng)智能合約仍有待開(kāi)發(fā)，如何更好地利用分布式電源的靈活接入，實(shí)現(xiàn)更靈活的交易策略，方便綠電的綠色能源屬性參與到碳市場(chǎng)交易中仍是未來(lái)待研究的重要問(wèn)題.

3 適用于區(qū)塊鏈架構(gòu)的碳計(jì)量數(shù)據(jù)可用性分析

隨著環(huán)保意識(shí)的提高，人類(lèi)對(duì)碳足跡精準(zhǔn)計(jì)量、溯源也成為普遍需求.而電力是生產(chǎn)消費(fèi)的終端能源，也就成為碳評(píng)估的主要來(lái)源.隨著未來(lái)低碳智能電網(wǎng)的發(fā)展，碳計(jì)量將不僅僅局限在高碳排的傳統(tǒng)電力生產(chǎn)者，更多微網(wǎng)用戶(hù)都將被納入碳排放權(quán)交易市場(chǎng).同時(shí)，如果碳排放全部由發(fā)電企業(yè)承擔(dān)，則會(huì)增加其負(fù)擔(dān)，打擊能源輸出地區(qū)的積極性.因此，如果能追溯受電區(qū)域的電力來(lái)源，進(jìn)行碳排放權(quán)的合理分擔(dān)將有利于促進(jìn)區(qū)域間在減排上和經(jīng)濟(jì)上的合作.如圖6所示，物理層的電網(wǎng)綠色電量計(jì)量和電網(wǎng)碳源追溯是數(shù)據(jù)之源，為信息層的綠證流通過(guò)程和碳資產(chǎn)流轉(zhuǎn)過(guò)程提供數(shù)據(jù)支撐.對(duì)電網(wǎng)而言，碳排放的精確計(jì)量也會(huì)為電網(wǎng)的低碳化優(yōu)化調(diào)度和優(yōu)化運(yùn)行提供強(qiáng)有力的分析根據(jù)和理論指導(dǎo).

然而現(xiàn)有電力系統(tǒng)碳源計(jì)量方法主要從碳排放監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)起步，多針對(duì)于理論層面，尚未能與工程實(shí)踐緊密結(jié)合.隨著電網(wǎng)量測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的狀態(tài)量監(jiān)測(cè)已較為成熟，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及負(fù)荷用電情況.如果能在監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)的同時(shí)，也充分利用來(lái)自電網(wǎng)量測(cè)裝置的數(shù)據(jù)，對(duì)微網(wǎng)內(nèi)的碳排放進(jìn)行更精確實(shí)時(shí)的計(jì)算，將有助于碳排放量測(cè)技術(shù)的理論與實(shí)際相結(jié)合，更好地服務(wù)于低碳電力.

3.1 現(xiàn)有數(shù)據(jù)計(jì)量方法

目前，一些文獻(xiàn)通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析二氧化碳排放數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的諸多影響，文獻(xiàn)[35]分析了我國(guó)二氧化碳排放與能源發(fā)展的動(dòng)態(tài)關(guān)系，采用數(shù)據(jù)來(lái)源為《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》等資料.文獻(xiàn)[36]則從電力系統(tǒng)的宏觀(guān)角度出發(fā)，研究電力消費(fèi)強(qiáng)度和碳排放量之間的具體關(guān)系.

(3) 過(guò)排放成本.已知和，過(guò)排放成本定義如下：

..點(diǎn)碳源排放計(jì)算方法 碳排放權(quán)從定義上看是對(duì)環(huán)境容量資源的限量使用權(quán).對(duì)電力行業(yè)而言，傳統(tǒng)的碳排放計(jì)算方法主要為宏觀(guān)統(tǒng)計(jì)法和生命周期法.宏觀(guān)統(tǒng)計(jì)法先計(jì)算各類(lèi)化石燃料的消耗總量，再按照各類(lèi)燃料的碳排放因子進(jìn)行計(jì)算；生命周期法則常用于在電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃時(shí)進(jìn)行可再生能源的可持續(xù)性評(píng)估.

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:對(duì)所有的數(shù)據(jù)都使用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。組間資料使用t進(jìn)行檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料則采用X2進(jìn)行檢驗(yàn)。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

(1) 碳排放模型.碳排放主要來(lái)自于火電機(jī)組，個(gè)時(shí)段內(nèi)、臺(tái)火電機(jī)組系統(tǒng)總碳排放量為

孔子一生，仕止久速，造次顛沛，纂修刪述，盛德大業(yè)，靡一不具《論語(yǔ)》；及門(mén)弟子德性氣質(zhì)、學(xué)問(wèn)造詣、淺深高下、進(jìn)止得喪，靡一不具《論語(yǔ)》。《論語(yǔ)》多記言，少記事。知孔子之言者，即知孔子之事。知及門(mén)弟子之言者，即知及門(mén)弟子之事矣。[注] 朱彝尊撰，林慶彰、蔣秋華、楊晉龍、馮曉庭主編：《經(jīng)義考新?！?，上海：上海古籍出版社，2011年，第3851-3852頁(yè)。

(2)

式中：G,為時(shí)段內(nèi)機(jī)組的機(jī)組出力；為機(jī)組的開(kāi)機(jī)狀態(tài)；(G,)為機(jī)組的碳排放量，則式(2)可進(jìn)一步寫(xiě)為基于碳排放額度的碳源模型：

(G,)=G,Δ

(3)

式中：為機(jī)組的碳排放強(qiáng)度；Δ為時(shí)段間隔.

不同機(jī)組的碳排放強(qiáng)度不同，大致可分為3類(lèi)：①零碳排放電源，主要是風(fēng)電、光伏、核電等零污染電源；②常規(guī)火電機(jī)組，根據(jù)所使用的能源(煤、石油、天然氣)不同，其碳排放強(qiáng)度系數(shù)也不同，通常排放強(qiáng)度取機(jī)組二氧化碳排放因子；③裝有碳捕集電廠(chǎng)的火力發(fā)電廠(chǎng)，碳捕集裝置可以處理發(fā)電過(guò)程中的二氧化碳，因此應(yīng)根據(jù)具體機(jī)組特征確定碳排放強(qiáng)度.

一般而言，(G,)也可以擬合為二次函數(shù)：

根據(jù)目前研究，不同側(cè)重點(diǎn)會(huì)使得對(duì)點(diǎn)源碳排放的數(shù)學(xué)模型有所不同.低碳效益評(píng)估涉及的環(huán)節(jié)有發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)，主要相關(guān)過(guò)程有清潔發(fā)電、電網(wǎng)降損、用戶(hù)節(jié)電、用戶(hù)減排.低碳效益的評(píng)估有助于為我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)提供參考建議.低碳效益主要反映在一段時(shí)間內(nèi)電網(wǎng)各處二氧化碳減排量的動(dòng)量定量評(píng)估.但由于相關(guān)數(shù)據(jù)難以獲取，目前文獻(xiàn)多采用事前評(píng)價(jià)的方法，對(duì)智能電網(wǎng)的低碳效益動(dòng)態(tài)評(píng)估進(jìn)行預(yù)測(cè).在發(fā)電權(quán)交易方面，文獻(xiàn)[17]將由火電機(jī)組安裝的實(shí)時(shí)煙氣在線(xiàn)測(cè)量裝置獲取的二氧化碳作為調(diào)度依據(jù).文獻(xiàn)[18]采用發(fā)電機(jī)組成本與煤耗消耗存在二次函數(shù)關(guān)系的假設(shè)計(jì)算二氧化碳能耗.在低碳優(yōu)化運(yùn)行方面，主要考慮將碳排放最小目標(biāo)和碳排放經(jīng)濟(jì)懲罰成本作為約束條件，因而常采用機(jī)組碳排放量與機(jī)組出力的函數(shù)關(guān)系來(lái)建模點(diǎn)源碳排放量.采用的數(shù)學(xué)模型如下.

(4)

式中：、和為第臺(tái)火電機(jī)組二氧化碳的排放系數(shù).

(2) 碳排放配額.目前中國(guó)的碳排放配額分配方式分為無(wú)償分配和有償分配兩種，通常以無(wú)償分配為主，有償分配為輔.其中，無(wú)償分配方式可進(jìn)一步分為歷史法和基準(zhǔn)線(xiàn)法.基準(zhǔn)線(xiàn)分配法的方式如下：

(5)

式中：為個(gè)時(shí)段內(nèi)、臺(tái)火電機(jī)組系統(tǒng)總無(wú)償碳排放配額；為單位電量分配到的碳排放配額系數(shù)，由電量邊際排放因子和容量邊際排放因子加權(quán)構(gòu)成，可參見(jiàn)《2019年度減排項(xiàng)目中國(guó)區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線(xiàn)排放因子》.

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下，多數(shù)的小學(xué)生是會(huì)把數(shù)學(xué)課堂視為枯燥、單一的。正因?yàn)槿绱?，我們常常?huì)看到小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣低下，課堂學(xué)習(xí)參與度不高、學(xué)習(xí)效果不佳等現(xiàn)象。正因?yàn)槿绱?，我們小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀(guān)念，大膽創(chuàng)新教學(xué)方式方法，積極引進(jìn)時(shí)新信息化教學(xué)手段，盡可能地增強(qiáng)課堂的生動(dòng)性和趣味性，把小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很好地調(diào)動(dòng)起來(lái)，使得小學(xué)數(shù)學(xué)課堂成為時(shí)代潮流的先鋒。這樣的話(huà)，小學(xué)生就會(huì)對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂產(chǎn)生深厚的興趣，積極主動(dòng)地投身到課堂學(xué)習(xí)中來(lái)，學(xué)習(xí)的效率自然也就提高了。

然而，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的碳排放計(jì)量統(tǒng)計(jì)，應(yīng)采用與系統(tǒng)運(yùn)行緊密結(jié)合的實(shí)時(shí)碳排放計(jì)量方法.現(xiàn)有計(jì)量方法從面向?qū)ο罂梢苑譃閮深?lèi)：一是點(diǎn)碳源排放計(jì)算方法，主要側(cè)重在發(fā)電機(jī)組的碳排放計(jì)算，由實(shí)測(cè)二氧化碳計(jì)量或機(jī)組有功出力函數(shù)關(guān)系得到；二是網(wǎng)絡(luò)碳排放計(jì)算方法，旨在采用網(wǎng)絡(luò)分析的方法計(jì)算電網(wǎng)的碳排放流走向，并且可以根據(jù)負(fù)荷的用電來(lái)源劃分碳責(zé)任，實(shí)現(xiàn)碳源追溯.

=(-)

(6)

式中：為二氧化碳交易價(jià)格.>0表示系統(tǒng)二氧化碳過(guò)排放，需要從碳市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)數(shù)量的碳排放權(quán)；≤0表示系統(tǒng)二氧化碳仍在限額內(nèi)，可將過(guò)量碳排放權(quán)放在碳市場(chǎng)交易獲取收益.

文獻(xiàn)[20]中的碳交易成本還進(jìn)一步考慮了當(dāng)系統(tǒng)碳排量超過(guò)配額時(shí)的懲罰情況.當(dāng)額外購(gòu)買(mǎi)碳配額時(shí)，其費(fèi)用采用階梯型的碳排放權(quán)價(jià)格，利用不同區(qū)間不同懲罰系數(shù)的方式進(jìn)行結(jié)算.

綜上，目前的點(diǎn)源碳排放計(jì)量方法集中在兩個(gè)方面：① 國(guó)家或區(qū)域?qū)用妫瑢?duì)一片地區(qū)進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)年平均供電排放因子的統(tǒng)計(jì)；② 直接在發(fā)電側(cè)安裝自動(dòng)測(cè)量溫室氣體裝置，測(cè)算碳排放強(qiáng)度.傳統(tǒng)的基于一次能源消費(fèi)的碳排放計(jì)算方法也只能計(jì)算火電機(jī)組的點(diǎn)排放源的碳排放量，未能考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).這些方法都不能準(zhǔn)確地反映電力網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的碳排放，也不能提供用戶(hù)側(cè)的碳排放強(qiáng)度數(shù)據(jù).

..網(wǎng)絡(luò)碳排放流計(jì)算方法 碳排放流追蹤方法為電網(wǎng)內(nèi)碳責(zé)任的分?jǐn)偺峁┝诵乱暯?文獻(xiàn)[44-46]提出一種電力系統(tǒng)碳排放流分析的理論框架，給出具體概念、指標(biāo)和計(jì)算方法，可根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果計(jì)算電力系統(tǒng)內(nèi)碳排放流的分布，將充分應(yīng)用電力系統(tǒng)的電力數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)碳排放流的追蹤，更好地輔助解決低碳電力問(wèn)題.碳排放計(jì)算中送端和受端的比率如何分配是一種碳責(zé)任分?jǐn)偟挠懻?，而碳?zé)任分?jǐn)傇陂_(kāi)展低碳電力系統(tǒng)大背景下具有重要的研究理論意義.

(1) 考慮用電成分.文獻(xiàn)[33]將電力系統(tǒng)碳排放按用途分為電負(fù)荷、廠(chǎng)用電和網(wǎng)損3種成分，提出一種碳排放流的成分分布確定方法，有利于得到實(shí)時(shí)碳排放產(chǎn)權(quán)分配結(jié)果，將碳責(zé)任分?jǐn)偟礁麟姀S(chǎng)和受電負(fù)荷上.

(2) 考慮受電區(qū)域的用電來(lái)源.文獻(xiàn)[43]基于潮流跟蹤理論，提出通過(guò)追溯用戶(hù)側(cè)的電力來(lái)源來(lái)評(píng)估其碳排放強(qiáng)度，從而給出用戶(hù)側(cè)的清潔能源信息，為其所承擔(dān)的碳排放責(zé)任提供參考依據(jù).文獻(xiàn)[47]進(jìn)一步通過(guò)潮流跟蹤理論，追溯受電區(qū)域的電力來(lái)源，進(jìn)行各區(qū)域之間的碳責(zé)任分?jǐn)?，有助于提高區(qū)域間合作節(jié)能減排的積極性.

(3) 考慮多環(huán)節(jié).文獻(xiàn)[48]研究了電力系統(tǒng)的碳排放結(jié)構(gòu)，分為發(fā)電、輸電、消費(fèi)3個(gè)環(huán)節(jié)，形成具體的排放分量和影響因素，并提出計(jì)算排放因素貢獻(xiàn)的分解算法.

在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[49]首次提出最優(yōu)碳流的概念，提出一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法的最優(yōu)碳流優(yōu)化求解方法.文獻(xiàn)[50]考慮無(wú)損網(wǎng)絡(luò)假設(shè)下風(fēng)速不確定性對(duì)碳排放流分布的影響，將確定性的碳排放流計(jì)算拓展到不確定性分析上.文獻(xiàn)[51]基于復(fù)功率碳排放計(jì)算方法提出用戶(hù)的碳強(qiáng)度排放分級(jí)模型，并按照計(jì)算結(jié)果進(jìn)行用戶(hù)間的綠證分配，指導(dǎo)電網(wǎng)需求側(cè)管理.文獻(xiàn)[52]基于碳排放流理論研究投入碳捕集電廠(chǎng)后系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的減排效果，為多臺(tái)碳捕集裝置接入系統(tǒng)參與調(diào)度提供建議.文獻(xiàn)[53]進(jìn)一步將碳排放流模型拓展到考慮網(wǎng)絡(luò)損耗的場(chǎng)景，修正了忽略網(wǎng)損時(shí)的偏差，使得計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確.文獻(xiàn)[54]針對(duì)雙邊交易和聯(lián)營(yíng)交易的碳排放源不同展開(kāi)相應(yīng)網(wǎng)損的碳排放計(jì)算，實(shí)現(xiàn)兩種交易的解耦，比傳統(tǒng)方法的比率共享原則分?jǐn)偺寂欧鸥鼮楣胶侠?文獻(xiàn)[55]采用了遞推算法依次質(zhì)詢(xún)節(jié)點(diǎn)計(jì)算碳排放流，避免了大型電力系統(tǒng)帶來(lái)的復(fù)雜矩陣運(yùn)算，適用于大部分具有小世界網(wǎng)絡(luò)特性的輸電網(wǎng)，并結(jié)合直接算法擴(kuò)展到主網(wǎng)-配電網(wǎng)計(jì)算中.文獻(xiàn)[56]從負(fù)荷側(cè)出發(fā)，計(jì)算負(fù)荷從各電源中汲取的功率分量從而得到用戶(hù)側(cè)實(shí)際的碳排放，因此將網(wǎng)損碳排放都?xì)w至電源側(cè)，得到網(wǎng)損的總碳流率.文獻(xiàn)[57]通過(guò)研究不同碳責(zé)任分?jǐn)倷C(jī)制，發(fā)現(xiàn)在發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)進(jìn)行共同分?jǐn)偟臋C(jī)制優(yōu)于單獨(dú)在發(fā)電側(cè)或負(fù)荷側(cè)分?jǐn)?文獻(xiàn)[58]研究了一種分散式電力系統(tǒng)碳-能復(fù)合流自律優(yōu)化模型，可解決集中式優(yōu)化調(diào)度較為棘手的維數(shù)過(guò)大問(wèn)題，并且避免碳責(zé)任的重復(fù)計(jì)算.文獻(xiàn)[59]研究了含儲(chǔ)能元件的配電系統(tǒng)碳排放流模型，并建立基于碳排放流模型展開(kāi)了系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型.文獻(xiàn)[60]提出清潔電力的“負(fù)碳流”概念及其核算方法，并以跨國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)的非洲能源互聯(lián)網(wǎng)展開(kāi)減排效益研究.文獻(xiàn)[61]提出含冷熱網(wǎng)、氣網(wǎng)、電網(wǎng)的多能互補(bǔ)系統(tǒng)碳排放流計(jì)算模型.

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)碳源計(jì)量方法從碳排放監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)起步，存在發(fā)電側(cè)和消費(fèi)側(cè)都進(jìn)行電能到碳排放的轉(zhuǎn)換，因而存在重復(fù)計(jì)算的可能.然而，考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳追溯計(jì)量是基于物理層的綠電溯源而來(lái)，充分利用來(lái)自電網(wǎng)量測(cè)裝置的數(shù)據(jù)，以電能傳輸為載體，進(jìn)行碳排放流追溯.由一一確定的物理量計(jì)算衍生的采用網(wǎng)絡(luò)分析的方法計(jì)算電網(wǎng)碳排放流走向?qū)⒌贸鑫ㄒ淮_定的網(wǎng)絡(luò)流向關(guān)系，因此可有效避免重復(fù)計(jì)算碳排放流.

3.2 適用于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)可用性分析

在綠色能源碳交易和碳數(shù)據(jù)管理的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用中，由于智能合約以軟件代碼的形式規(guī)定了預(yù)先確定的執(zhí)行條件，因而可用于封裝碳數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換的算法，便于平臺(tái)的自動(dòng)、高效計(jì)算.不同于傳統(tǒng)的人工智能大數(shù)據(jù)處理，本文提出的架構(gòu)基于區(qū)塊鏈框架，以去中心化自組織的模式管理數(shù)據(jù)，因此算法使用數(shù)據(jù)的權(quán)重非人為設(shè)置，每種數(shù)據(jù)以同樣的地位被相應(yīng)的智能合約所需要，運(yùn)用在多種以智能合約形式編制的算法中.因此，分析區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)可用性可以從智能合約所需要處理數(shù)據(jù)的角度出發(fā).按照前文分析的碳資產(chǎn)流轉(zhuǎn)過(guò)程，可能涉及的智能合約形式和相關(guān)數(shù)據(jù)如下.

(1) 實(shí)時(shí)碳排放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為碳排放權(quán)的智能合約：① 按照標(biāo)準(zhǔn)方法學(xué)，將排放因子和活動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為排放數(shù)據(jù)；② 各重點(diǎn)排放單位的實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)到的溫室氣體轉(zhuǎn)化為排放數(shù)據(jù)；③ 智能合約將碳排放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為碳排放權(quán)消耗量.

(2) CCER上鏈智能合約：完成審定、備案和登記的CCER項(xiàng)目，在接受核查后存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上.

(3) 交易所有權(quán)轉(zhuǎn)移智能合約：可交易碳排放權(quán)和CCER減排量的交易規(guī)則，智能合約將按規(guī)則實(shí)時(shí)生成可交易的掛牌.

(4) 交易清算智能合約：對(duì)相應(yīng)已清繳的碳排放權(quán)和CCER減排量進(jìn)行停止交易操作.

(5) 第三方調(diào)用智能合約：關(guān)于監(jiān)管部門(mén)、第三方授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)，智能合約應(yīng)進(jìn)行封裝存儲(chǔ)調(diào)用功能.

按照不同的功能，上述合約會(huì)被用到不同類(lèi)型的量測(cè)數(shù)據(jù)和算法中.如表1所示，這些數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)、第三方檢測(cè)數(shù)據(jù)、碳交易金融數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間存在冗余、噪聲，甚至可以相互轉(zhuǎn)換.因此在區(qū)塊鏈架構(gòu)中，可根據(jù)對(duì)結(jié)果的精確性要求合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的相互篩選，并不存在某種類(lèi)型的數(shù)據(jù)是必不可少的，從而可以調(diào)用智能合約轉(zhuǎn)換得到想要獲取的數(shù)據(jù).

表1中，所需數(shù)據(jù)主要有各微網(wǎng)用戶(hù)數(shù)據(jù)、第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和金融數(shù)據(jù).微網(wǎng)用戶(hù)數(shù)據(jù)主要有電力數(shù)據(jù)、碳排放物理數(shù)據(jù)和CCER項(xiàng)目數(shù)據(jù)，其中電力數(shù)據(jù)屬于電網(wǎng)所有，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)充分利用自身數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)增值的作用，幫助用戶(hù)更好地轉(zhuǎn)化綠證抵扣碳排放權(quán)，進(jìn)行各負(fù)荷用電造成的碳排放來(lái)源追溯.

目前電網(wǎng)量測(cè)類(lèi)型存在以下3種：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)系統(tǒng)量測(cè)、廣域量測(cè)系統(tǒng)(Wide Area Measurement System，WAMS)量測(cè)和高級(jí)量測(cè)體系(Advanced Metering Infrastructure, AMI)量測(cè)，具體情況如下.

(1) SCADA數(shù)據(jù).SCADA系統(tǒng)量測(cè)包括遠(yuǎn)程終端單元(Remote Terminal Unit, RTU)和饋線(xiàn)終端單元(Feeder Terminal Unit, FTU)，已在電網(wǎng)中運(yùn)行了幾十年.SCADA也是能源管理系統(tǒng)(Energy Management System, EMS)的重要數(shù)據(jù)源，其儀表準(zhǔn)確度等級(jí)為2級(jí).

(2) WAMS.SCADA量測(cè)采樣率通常為2～4 s，量測(cè)速率較慢.基于同步相量測(cè)量單元(Phasor Measurement Unit, PMU)的WAMS量測(cè)的高精度相量信息可以改善這一問(wèn)題.PMU以非常高的速率(通常為30次/s)測(cè)量電壓、電流和頻率.PMU采用GPS通用時(shí)鐘同步，因而可直接測(cè)量母線(xiàn)電壓幅值和相位角.但PMU較昂貴，目前在電網(wǎng)的配置覆蓋率較低.

(3) AMI.AMI量測(cè)由低壓側(cè)、中壓饋線(xiàn)以及變壓器上的智能電表數(shù)據(jù)組成.量測(cè)量包括節(jié)點(diǎn)電壓幅值、節(jié)點(diǎn)負(fù)荷、支路功率以及電量信息.與SCADA和PMU量測(cè)相比，AMI的量測(cè)周期可以預(yù)先設(shè)定，通常為15 min、30 min或1 h，其儀表準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí).

配電網(wǎng)及微網(wǎng)系統(tǒng)具有線(xiàn)路復(fù)雜、通信手段匱乏等特點(diǎn)，量測(cè)裝置可能存在以下問(wèn)題：① 配置高精度、高密度的量測(cè)裝置花費(fèi)昂貴，難以全網(wǎng)可觀(guān)測(cè)；② 限于條件，某些所需量不易直接測(cè)量；③ 大量量測(cè)數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)處理才能反映系統(tǒng)狀態(tài)；④ 儀表、通信過(guò)程可能產(chǎn)生誤差，量測(cè)數(shù)據(jù)可能會(huì)引入不良數(shù)據(jù)和誤差.因此，還需要對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理，才能將大量電力數(shù)據(jù)應(yīng)用在綠電及碳源追溯中.對(duì)此，在硬件獲取的量測(cè)數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上，還需要利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算出系統(tǒng)的狀態(tài)變量值，進(jìn)一步計(jì)算出所有所需量.

另外，量測(cè)數(shù)據(jù)可能因各種原因而包含錯(cuò)誤數(shù)據(jù).自然狀態(tài)下，對(duì)于一個(gè)實(shí)際電力系統(tǒng)，信息采集過(guò)程、信息傳輸環(huán)節(jié)、信息通信過(guò)程以及其他不確定性過(guò)程都有可能產(chǎn)生系統(tǒng)狀態(tài)未變化下的信息錯(cuò)誤.除了壞數(shù)據(jù)，虛假注入量測(cè)攻擊也是其中一種數(shù)據(jù)問(wèn)題.虛假注入量測(cè)攻擊利用輸電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)中基于殘差的不良數(shù)據(jù)檢測(cè)漏洞，向SCADA中注入虛假數(shù)據(jù)，達(dá)到修改電力系統(tǒng)的量測(cè)值和狀態(tài)變量、控制電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或獲取經(jīng)濟(jì)利益等不法目的.在綠電及碳源追溯中，攻擊者可能通過(guò)偽造節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)使得線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷，從而改變網(wǎng)絡(luò)碳排放流走向的計(jì)算結(jié)果，引發(fā)電力調(diào)度錯(cuò)誤，混淆市場(chǎng)交易信息，從而擾亂綠證市場(chǎng)和碳排放權(quán)市場(chǎng)交易的正常秩序.

多種量測(cè)數(shù)據(jù)的混合量測(cè)周期特性也會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)性造成一定影響.電力系統(tǒng)碳排放流計(jì)算依據(jù)潮流計(jì)算而來(lái)，而潮流計(jì)算所依據(jù)的數(shù)據(jù)常依靠狀態(tài)估計(jì)得到.電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)可對(duì)不同量測(cè)裝置測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而得到電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角，進(jìn)而得到全網(wǎng)功率分布.SCADA、WAMS、AMI的量測(cè)周期存在差異，給狀態(tài)估計(jì)的實(shí)時(shí)計(jì)算帶來(lái)了挑戰(zhàn)，從而影響碳排放流計(jì)算.此外，目前的碳排放流計(jì)算為集中式計(jì)算方法，需要收集來(lái)自量測(cè)裝置的每一條信息，因此在節(jié)點(diǎn)增多的系統(tǒng)里，實(shí)時(shí)性更難實(shí)現(xiàn).

對(duì)此，在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的碳源追溯中，應(yīng)對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余度和可信度核查，確保其精度和數(shù)量能夠達(dá)到可計(jì)算要求；同時(shí)還應(yīng)挖掘數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，從碳排放流的機(jī)理出發(fā)，相互校驗(yàn)可用的數(shù)據(jù)，從而提升數(shù)據(jù)的可靠度和精確度，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的有效利用.

3.3 適用于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景分析

未來(lái)碳計(jì)量技術(shù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效利用，實(shí)現(xiàn)更精確可靠的數(shù)據(jù)支撐.未來(lái)研究方向主要面向更精細(xì)、更明確、更實(shí)際3個(gè)方面.

..更精細(xì)的從輸電網(wǎng)到配電網(wǎng)及微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的計(jì)量方法 目前基于碳排放流追溯的相關(guān)研究多集中在輸電網(wǎng)，如劃分電力碳排放區(qū)域、按照省份進(jìn)行碳排放流計(jì)算，這些方法將區(qū)域或省際電力交易視為整體，討論區(qū)域或省際二氧化碳轉(zhuǎn)移量，使用的數(shù)據(jù)為區(qū)域電力消費(fèi)量、電力輸入量和電力輸出量.因此只能計(jì)算出較為粗糙的區(qū)域間碳排放關(guān)系，不能有效利用到更精細(xì)的用電數(shù)據(jù).以圖7為例，傳統(tǒng)碳排放流計(jì)算對(duì)象面向輸電系統(tǒng)，以宏觀(guān)數(shù)據(jù)為主，而未來(lái)則應(yīng)朝著基于更精細(xì)用電數(shù)據(jù)的含微網(wǎng)群配網(wǎng)結(jié)構(gòu)碳流追溯的方向進(jìn)行研究.此外還可以逐步推向面向具體用戶(hù)的碳源追溯，結(jié)合本文所提基于綜合數(shù)據(jù)融合和共識(shí)機(jī)制的綠電溯源方法，輔助完成碳足跡計(jì)量，使用戶(hù)了解其生產(chǎn)生活中碳排放軌跡，踐行低碳環(huán)保理念.

..更明確的基于計(jì)量溯源的綠證計(jì)量和碳排放責(zé)任分?jǐn)傆?jì)算 目前，國(guó)家提出綠證交易收益可以替代補(bǔ)貼，《關(guān)于積極推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電無(wú)補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》明確提出“鼓勵(lì)平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目和低價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目通過(guò)綠證交易獲得合理收益補(bǔ)償”.風(fēng)電、光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目和低價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目可按國(guó)家可再生能源綠證管理機(jī)制和政策獲得可交易的可再生能源綠證，通過(guò)出售綠證獲得收益.因此補(bǔ)貼和綠證是互斥的，并行會(huì)造成重復(fù)計(jì)量.如果將綠證賣(mài)出，就相當(dāng)于自愿將綠電屬性?xún)r(jià)值進(jìn)行交易，從而不能繼續(xù)享受?chē)?guó)家補(bǔ)貼.綠證核發(fā)確保綠證在進(jìn)入市場(chǎng)前從源頭保證綠證的合法性，因此應(yīng)在綠證核發(fā)時(shí)理清來(lái)源，如圖8所示.

圖8中，目前電網(wǎng)主要針對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)/光伏站核發(fā)綠證，并非所有綠電都可以被精確計(jì)量成綠證.對(duì)于電網(wǎng)中存在的即插即用的小型分布式電源，目前還沒(méi)有較精確合理的計(jì)量方式，因此有必要開(kāi)展對(duì)小型分布式電源的綠電溯源，促進(jìn)綠電消納，同樣還應(yīng)遵循綠證核發(fā)后就不能享受可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼原則.小型分布式電源綠證核發(fā)的3種形式初步設(shè)想如下：① 如果分布式電源以補(bǔ)貼價(jià)格上網(wǎng)，那么這部分綠電所代表的綠證所有權(quán)應(yīng)該歸屬于消納這部分綠電的用戶(hù)；② 如果分布式電源以平價(jià)上網(wǎng)，則該部分綠電所代表的綠證所有權(quán)應(yīng)歸屬于該發(fā)電方；③ 如果電網(wǎng)以特有定價(jià)方式向小型分布式電源集中購(gòu)電進(jìn)行整合，則該部分綠電所代表的綠證所有權(quán)應(yīng)該歸屬于電網(wǎng).事實(shí)上，電網(wǎng)應(yīng)以何種方式為小型分布式電源核算綠證還需要更深入詳細(xì)的討論.

同樣，對(duì)于碳責(zé)任分?jǐn)?，目前無(wú)論是只分析供給側(cè)的碳排放量還是只分析負(fù)荷側(cè)的碳排放量，都無(wú)法根據(jù)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸性計(jì)算，而考慮網(wǎng)絡(luò)物理流的碳排放流追蹤方法將為電網(wǎng)內(nèi)碳責(zé)任的分?jǐn)偺峁┬乱暯?有效考慮各環(huán)節(jié)的責(zé)任分?jǐn)?，避免碳排放?zé)任的重復(fù)計(jì)算，做到在發(fā)電側(cè)的分?jǐn)偨Y(jié)果可以與各發(fā)電機(jī)組實(shí)際出力相符，在負(fù)荷側(cè)的分?jǐn)偨Y(jié)果可以與各負(fù)荷綜合規(guī)模、地理位置相符合.對(duì)此，應(yīng)該綜合考慮多種因素進(jìn)行分?jǐn)偅孩?考慮多環(huán)節(jié)；② 考慮用電成分；③ 考慮受電區(qū)域的用電來(lái)源.

綜上，無(wú)論是綠證的核發(fā)還是碳責(zé)任分?jǐn)偠家跃G電流向?yàn)橐罁?jù)進(jìn)行設(shè)想，供給側(cè)和負(fù)荷側(cè)將會(huì)有效避免二次消費(fèi)現(xiàn)象，從而避免完全考慮經(jīng)濟(jì)性因素的分?jǐn)?，更好、更?zhǔn)確地輔助碳責(zé)任分?jǐn)?

..更實(shí)際的考慮現(xiàn)有限制的計(jì)量方法 考慮現(xiàn)有實(shí)際的電網(wǎng)量測(cè)技術(shù)以及實(shí)際的元件構(gòu)成，可以將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)碳排放流計(jì)算方法拓展為更符合實(shí)際情況、更便于應(yīng)用的方法.

(1) 量測(cè)技術(shù)本身的局限.現(xiàn)有的實(shí)際電網(wǎng)量測(cè)技術(shù)存在壞數(shù)據(jù)、混合量測(cè)周期數(shù)據(jù)之間的協(xié)調(diào)、虛假數(shù)據(jù)注入攻擊等問(wèn)題，因此在利用多種類(lèi)型數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)清洗，才能將電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)碳流分布具體化、實(shí)際化.

(2) 配電網(wǎng)量測(cè)帶來(lái)的挑戰(zhàn).由于成本限制等原因，調(diào)度中心無(wú)法在所有節(jié)點(diǎn)和線(xiàn)路配置量測(cè)裝置，所以配電網(wǎng)量測(cè)較輸電網(wǎng)更少，還需要使用狀態(tài)估計(jì)等算法輔助配電網(wǎng)分析和運(yùn)行.另外，復(fù)雜的用戶(hù)用電數(shù)據(jù)也可以幫助分析用戶(hù)用電結(jié)構(gòu)和碳排放規(guī)律關(guān)系，輔助網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的碳計(jì)量分析.

(3) 考慮分布式電源、儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)等實(shí)際配網(wǎng)元件.目前在電網(wǎng)系統(tǒng)中，配電網(wǎng)和微網(wǎng)系統(tǒng)越來(lái)越重要，而配電網(wǎng)本身依托主網(wǎng)運(yùn)行，其內(nèi)部含有的分布式電源、儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)等使其碳排放流更加難以統(tǒng)計(jì).精確的配電網(wǎng)及微網(wǎng)結(jié)構(gòu)碳計(jì)量可以更好地促進(jìn)配電網(wǎng)及微網(wǎng)的低碳優(yōu)化運(yùn)行.

4 結(jié)論

為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，促進(jìn)綠色能源消納和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，我國(guó)提出了推行可再生能源配額制度及其衍生的綠證交易制度和碳排放權(quán)交易制度.而碳排放權(quán)的合理劃定是碳排放權(quán)交易的基礎(chǔ).電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)碳計(jì)量方法可以有效追溯各負(fù)荷的電力來(lái)源，從而進(jìn)行合理的碳排放產(chǎn)權(quán)分配.因此，準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)碳計(jì)量方法將有助于綠色能源碳交易和碳數(shù)據(jù)管理，從而應(yīng)用在電力碳排放權(quán)市場(chǎng)交易、低碳效益評(píng)估和低碳優(yōu)化運(yùn)行等方面.未來(lái)研究工作可從以下幾個(gè)方面深入展開(kāi)：

(1) 研究擴(kuò)展到配電網(wǎng)及微網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的精確碳計(jì)量方法，考慮更多細(xì)分用戶(hù)級(jí)別的相關(guān)特性.

(2) 在計(jì)量溯源中加強(qiáng)綠證計(jì)量，加強(qiáng)對(duì)碳排放量責(zé)任分?jǐn)偟拿鞔_，有效考慮各環(huán)節(jié)的責(zé)任分?jǐn)?，避免碳排放?zé)任的重復(fù)計(jì)算.

(3) 將網(wǎng)絡(luò)碳排放流計(jì)算與電網(wǎng)量測(cè)技術(shù)緊密結(jié)合，考慮壞數(shù)據(jù)、混合量測(cè)周期、虛假數(shù)據(jù)注入攻擊等數(shù)據(jù)問(wèn)題，考慮分布式電源、儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)等實(shí)際配網(wǎng)元件等實(shí)際情況，拓展所提方法的應(yīng)用便捷性.