Time-of-use Traceback of Carbon Emissions for Electricity Consumers Based on Contract Paths

ZHANG Xian; XIE Kai; ZHANG Xiaojing; XU Chuanbo; GUO Qinglei; LIU Dunnan

doi:10.7500/AEPS20250718004

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Time-of-use Traceback of Carbon Emissions for Electricity Consumers Based on Contract Paths

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Time-of-use Traceback of Carbon Emissions for Electricity Consumers Based on Contract Paths
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Issue 4, Pages: 56-68(2026)
- 作者机构：
  
  1.北京电力交易中心有限公司，北京市 100031
  2.华北电力大学经济与管理学院，北京市 102206
  3.国网数字科技控股有限公司，北京市 100077
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2022YFB2703402)
- DOI：10.7500/AEPS20250718004
  CLC：
- Received：18 July 2025，
  
  Revised：2025-12-02，
  
  Online First：22 December 2025，
  
  Published：25 February 2026
- 稿件说明：
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张显,谢开,张晓静等.基于合约路径的电力用户分时碳排放溯源[J].电力系统自动化,2026,50(4):56-68.

ZHANG Xian,XIE Kai,ZHANG Xiaojing,et al.Time-of-use Traceback of Carbon Emissions for Electricity Consumers Based on Contract Paths[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(4):56-68.
张显,谢开,张晓静等.基于合约路径的电力用户分时碳排放溯源[J].电力系统自动化,2026,50(4):56-68. DOI： 10.7500/AEPS20250718004.

ZHANG Xian,XIE Kai,ZHANG Xiaojing,et al.Time-of-use Traceback of Carbon Emissions for Electricity Consumers Based on Contract Paths[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(4):56-68. DOI： 10.7500/AEPS20250718004.

摘要

在“双碳”目标下，精准核算电力用户用电的间接碳排放至关重要。针对电力用户侧碳排放核算存在的溯源精度不足与环境权益分配模糊等问题，提出了一种基于合约路径的碳排放溯源方法。首先，通过构建电力交易合约的虚拟传输路径，建立了电力用户用电行为与发电侧碳属性的直接关联机制；然后，构建了多电源合约电量协同分解模型，以实现新能源出力与电力用户负荷的时序匹配，并建立了基于交易类型的碳责任归属机制，形成了完整的电力用户侧碳排放核算方法体系。在此基础上，对比分析了所提方法与常规核算方法在精确性和公平性方面的差异。最后，采用实际交易数据进行算例分析，结果表明，所提方法能够有效识别电力用户的供电电源结构特征，准确量化绿电的减排贡献。

Abstract

For the goal of carbon emission peak and carbon neutrality

accurate accounting of indirect carbon emissions associated with electricity consumption of electricity consumers is of significant importance. Addressing the problems in the carbon emission accounting on the electricity consumer side such as insufficient traceback accuracy and ambiguous allocation of environmental benefits

a traceback method of carbon emissions based on contract paths is proposed. First

by constructing the virtual transmission paths for electricity trading contracts

a direct correlation mechanism between the electricity consumption behaviors of electricity consumers and the carbon attributes on power generation sides is established. Second

a coordinated decomposition model for contracted electricity quantities of multiple power sources is constructed to achieve the temporal matching between renewable energy power output and electricity consumer load. A carbon responsibility attribution mechanism based on trading types is further established

forming a complete accounting method system of carbon emissions on the electricity consumer side. On this basis

the differences in accuracy and fairness between the proposed method and the conventional accounting method are compared and analyzed. Finally

a case study using real trading data is conducted

and the results show that the proposed method can effectively identify the power supply structure characteristics of power sources for electricity consumers

and accurately quantify the carbon emission reduction contribution of green electricity.

关键词

Keywords

references

中国电力企业联合会 . 中国电气化年度发展报告2022 ［R］. 北京：中国电力企业联合会， 2023 .

China Electricity Council . Annual Report on electrification development in China in 2022 ［R］. Beijing ： China Electricity Council ， 2023 .

康重庆，杜尔顺，郭鸿业，等 . 新型电力系统的六要素分析［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1741 - 1750 .

KANG Chongqing ， DU Ershun ， GUO Hongye ， et al . Primary exploration of six essential factors in new power system ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1741 - 1750 .

世界可持续发展工商理事会，世界资源研究所 . 温室气体核算体系：企业核算与报告标准［M］.许明珠，宋然平，译. 北京：经济科学出版社， 2012 .

World Business Council for Sustainable Development ， World Resources Institute . The greenhouse gas protocol： a corporate accounting and reporting standard ［M］. XU Mingzhu， SONG Ranping， trans. Beijing ： Economic Science Press ， 2012 .

GHG Protocol Team . GHG protocol scope 2 guidance： an amendment to the GHG protocol corporate standard ［R］． Washington， USA ： World Resources Institute ， 2015 ．

国网能源研究院 . 中国能源电力发展展望2023 ［R］. 北京：国网能源研究院， 2023 ．

State Grid Energy Research Institute . Outlook on energy and electricity development in China in 2023 ［R］. Beijing ： State Grid Energy Research Institute ， 2023 .

Understanding electricity scope 2 attribution rules ［EB/OL］. （ 2022-11-16 ）［ 2023-08-31 ］. https：//www.electricitymaps.com/guides/accounting-guide https://www.electricitymaps.com/guides/accounting-guide .

魏夕凯，谭效时，林明，等 . 2005—2035年全国电网碳排放因子的计算与预测［J］. 综合智慧能源， 2024 ， 46 （ 3 ）： 72 - 78 .

WEI Xikai ， TAN Xiaoshi ， LIN Ming ， et al . Calculation and prediction of carbon emission factors for the national power grid from 2005 to 2035 ［J］. Integrated Intelligent Energy ， 2024 ， 46 （ 3 ）： 72 - 78 .

生态环境部环境规划院，中国华能集团有限公司碳中和研究所，中国工程院战略咨询中心 . 中国区域电网二氧化碳排放因子研究（2023）［R/OL］.［ 2025-02-13 ］. http：//www.caep.org.cn/sy/tdftzhyjzx/ zxdt/202310/t20231027_1044179.shtml http://www.caep.org.cn/sy/tdftzhyjzx/zxdt/202310/t20231027_1044179.shtml ．

Chinese Academy of Environmental Planning ， Carbon Neutrality Research Institute of China Huaneng Group Co. ， Ltd . Research on CO 2 emission factors for regional grids of China （ 2023 ）［R/OL］. ［ 2025-02-13 ］. http：//www.caep.org.cn/sy/tdftzhyjzx/ zxdt/202310/t20231027_1044179.shtml http://www.caep.org.cn/sy/tdftzhyjzx/zxdt/202310/t20231027_1044179.shtml ．

TRANBERG B ， CORRADI O ， LAJOIE B ， et al . Real-time carbon accounting method for the European electricity markets ［J］. Energy Strategy Reviews ， 2019 ， 26 ： 100367 .

LI B W ， SONG Y H ， HU Z C . Carbon flow tracing method for assessment of demand side carbon emissions obligation ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2013 ， 4 （ 4 ）： 1100 - 1107 .

National Grid of Britain . Carbon intensity API ［EB/OL］. ［ 2023-11-30 ］. https：//carbon-intensity.github.io/api-definitions/#car bonintensityapi-v2-0-0 https://carbon-intensity.github.io/api-definitions/#carbonintensityapi-v2-0-0 ．

RTE ． éCO2mix—synthèse des données，émissions de CO 2 par kW·h produit en France ［EB/OL］. ［ 2024-11-30 ］. https：//www.rte-france.com/eco2mix https://www.rte-france.com/eco2mix ．

马翠梅 . 中国外购电温室气体排放因子研究［M］. 北京：中国环境出版集团， 2020 .

MA Cuimei . Research on greenhouse gas emission factors for purchased electricity in China ［M］. Beijing ： China Environment Publishing Group ， 2020 .

马翠梅，李士成，葛全胜 . 省级电网温室气体排放因子研究［J］. 资源科学， 2014 ， 36 （ 5 ）： 1005 - 1012 .

MA Cuimei ， LI Shicheng ， GE Quansheng . Greenhouse gas emission factors for grid electricity for Chinese provinces ［J］. Resources Science ， 2014 ， 36 （ 5 ）： 1005 - 1012 .

周天睿，康重庆，徐乾耀，等 . 电力系统碳排放流的计算方法初探［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 11 ）： 44 - 49 .

ZHOU Tianrui ， KANG Chongqing ， XU Qianyao ， et al . Preliminary investigation on a method for carbon emission flow calculation of power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 11 ）： 44 - 49 .

CHENG Y H ， ZHANG N ， WANG Y ， et al . Modeling carbon emission flow in multiple energy systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 3562 - 3574 .

KANG C Q ， ZHOU T R ， CHEN Q X ， et al . Carbon emission flow from generation to demand： a network-based model ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 5 ）： 2386 - 2394 .

龚昱，蒋传文，李明炜，等 . 基于复功率潮流追踪的电力用户侧碳排放计量［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 17 ）： 113 - 117 .

GONG Yu ， JANG Chuanwen ， LI Mingwei ， et al . Carbon emission calculation on power consumer side based on complex power flow tracing ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 17 ）： 113 - 117 .

汪超群，陈懿，文福拴，等 . 电力系统碳排放流理论改进与完善［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 5 ）： 1683 - 1693 .

WANG Chaoqun ， CHEN Yi ， WEN Fushuan ， et al . Improvement and perfection of carbon emission flow theory in power systems ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 5 ）： 1683 - 1693 .

李业辉，包维瀚，周特，等 . 基于碳排放流迭代算法的分布式碳表系统（二）：系统设计与验证［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 7 ）： 2682 - 2695 .

LI Yehui ， BAO Weihan ， ZHOU Te ， et al . Distributed carbon meter system based on iterative calculation of carbon emission flow （Ⅱ）： system design and validation ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 7 ）： 2682 - 2695 .

Green electricity certificate （GECs） of China ［EB/OL］. ［ 2024-10-31 ］. https：//www.there100.org/sites/re100/files/2020-10/Chinese%20GEC%20Paper_RE100_2020%20FINAL.pdf https://www.there100.org/sites/re100/files/2020-10/Chinese%20GEC%20Paper_RE100_2020%20FINAL.pdf ．

陈达，鲜文军，吴涛，等 . 混合电力市场下碳排放流的分配［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 6 ）： 1683 - 1688 .

CHEN Da ， XIAN Wenjun ， WU Tao ， et al . Allocation of carbon emission flow in hybrid electricity market ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 6 ）： 1683 - 1688 .

别佩，林少华，王宁，等 . 基于电力潮流追踪与绿色电力交易的企业用电侧碳排放因子核算［J］. 南方电网技术， 2023 ， 17 （ 6 ）： 34 - 43 .

BIE Pei ， LIN Shaohua ， WANG Ning ， et al . Calculation of carbon emission factors on the corporate electricity consumption side based on power flow tracing and green power trading ［J］. Southern Power System Technology ， 2023 ， 17 （ 6 ）： 34 - 43 .

李姚旺，刘昱良，杨晓斌，等 . 计及电量交易信息的用电碳计量方法［J］. 中国电机工程学报， 2024 ， 44 （ 2 ）： 439 - 451 .

LI Yaowang ， LIU Yuliang ， YANG Xiaobin ， et al . Electricity carbon metering method considering electricity transaction information ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2024 ， 44 （ 2 ）： 439 - 451 .

杨维，张宁，康重庆 . 基于电力市场合约的企业电力碳排放核算研究［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 10 ）： 4115 - 4125 .

YANG Wei ， ZHANG Ning ， KANG Chongqing . Research on accounting for enterprise electricity carbon emissions based on electricity market contracts ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 10 ）： 4115 - 4125 .

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