低碳电力调度方式及其决策模型 李陶俊

低碳电力调度方式及其决策模型李陶俊

发表时间：2018-03-08T10:19:36.687Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：李陶俊郑妍[导读] 摘要：随着科学技术的快速发展，电力二氧化碳排放已经被广泛应用于大规模的火力发电厂。

（国网江西省电力有限公司芦溪县供电分公司江西萍乡 337000）摘要：随着科学技术的快速发展，电力二氧化碳排放已经被广泛应用于大规模的火力发电厂。在这过程中，二氧化碳排放具有显著的特性，也就是小的排放源应对大的排放量的过程，为了保障整个经济生态环境高效持续发展，保证人们的生活质量、提升电力使用的效率、提高环境质量，确保电力调度的低碳模式在更多相关领域内适用势在必行。实行低碳的电力调度逐渐成为当今电力调度的重要趋势。

本文结合我国低碳电力调度，对电源低碳调度特性以及决策模型进行了简要的探究和阐述。

关键词：低碳电力；调度方式；决策模型

一、低碳电力调度的概况

1、低碳电力调度的概念

低碳电力调度方式的概念主要包括三公调度、经济调度和节能调度这几个重要的过程。三公调度的主要目标是公平性，因此在制定调度计划的时候一定要坚持发电完成率均匀的原创进行。经济调度的目标主要是经济性，即实现发电的经济效益，因此在制定电力调度计划的时候要综合考虑电力生产和电力调度成本。节能调度的主要目标则是节能性，即是在电力调度的过程中充分利用清洁的电源，从而将对环境的污染降到最低。

2、低碳电力调度方式的特点

和传统的电力调度方式相比，低碳电力调度方式具有以下两个方面的特点：一是低碳电力调度方式克服了传统电力调度方式只重视电能本身的弊端，将二氧化碳作为一种可以调度的资源引入其中，在提高经济效益的同时尽量将二氧化碳的排放量降到最低，从而实现电平衡和碳平衡的协调发展。二是低碳电力调度方式可以节约一定的电源成本。

3、低碳调度方法

如果想避免电力企业运作活动中二氧化碳的产生，降低其排出数量，首先要与以往电力调度举措进行结合研究。仔细观察二氧化碳的产生因素和排放形式，对其周围的环境进行观察。与此同时，还要保证资金运用合理化，从实际情况出发，经理满足当下电力发展形式的目标，保证电力运作活动安全稳定、公平、效益最大化进行。与传统电力运作活动相比较，低碳电力方案的有效实施，涵盖以下几个优势：其一，低碳电力调度方式和传统调度方式具有较大不同，低碳电力调度改变了传统电力调度活动中，仅注重电能这一发展阻碍。而是充分利用二氧化碳，展开电力调度工作。这一方法的运作，降低电力调度带来的环境污染率，减少污染气体排放量，保证电力运作活动生产和收益的平衡，促进电力企业长远发展。其二，电力调度的低碳运作策略，可以降低电源支出，保证电力运作活动效益最大化。

二、低碳电力调度的决策模型

1、模型框架

传统的电力调度模型通常是以各类电源的负荷曲线为主要决策内容。所做出的电力调度方案需要满足以下几个方面的条件：电源技术特性、网络传输条件、系统负荷需求、调峰约束等。并且在电力调度中需要达到最小调度成本，保证企业的基本经济效益和发展。而在低碳环境下，传统的调度方式将会有重大的改变。其主要体现在三个方面： 1.1扩充模型的决策变量。随着碳捕集及其他一些低碳技术的引入，将会使电力系统内部的电源品种呈现多样化的特点。并且将会对各类电源设备的电探调度特性技术进行从新的考虑。将二氧化碳的排放作为一种需要考虑的决策内容引入调度决策中去，从而来扩冲模型的决策变量。

1.2增加目标函数的组成项。对于低碳环境下的电力调度系统来说，在引入了碳交易、碳价、碳税等政治因素之后，将会赋予二氧化碳排放相应的经济价值，并且会将其作为决策目标中的一种重要组成部分。

1.3增加模型的约束条件。随着低碳生产理念的不断深入，加之政府的宏观调控。在生产中，我们引入了碳减排承诺条例和强制减排目标等，增加了电力调度系统中的约束条件，从生产政策层面使“电平衡”和“碳平衡”相互协调。

通过以上论述，我们在传统电力调度体系之下结合低碳要求，构建了低碳电力调度决策模型，传统电力调度模型，是在低碳环境之下改进的并增加的新内容。

2、数学描述

决策变量主要包括两大类：第一，对于近零碳排放电源，二氧化碳排放恒为零；第二对于普通化石燃料类电源二氧化碳排放与发电量一一对应，无需作为单独的决策变量。而对于碳捕集电厂，其发电量和二氧化碳排放量将分别作为单独的决策变量出现。采用低碳的电力调度方式，为电力产业的发展转型提供了一个新的视野，低碳化发展成为电力产业结构调整的主要趋势。面对低碳环保发展的大潮流，电力产业作为主要的能源产业引入低碳理念，提高能源的使用率，对其他产业的结构转型起到重要的表率作用。

三、低碳电力模式的研究

1、电力技术的发展路线

将低碳的技术引入到电力系统中，为实现电力产业的低碳化打下重要基础。目前的电力行业事关国民生活，虽然环境保护同样重要，但如果因此而降低了电能产出，影响了社会发展，也并不值得。因此，在引入低碳技术时，要谨慎选择，结合我国的国情，选择最适合的低碳技术。除了考虑最基本的效益、风险与技术可靠性等因素外，最重要的是必须符合我国的用电情况。根据目前的现状，建议大力发展核能和水能（这两项技术我国目前都比较成熟），以风能和太阳能为辅。但无论怎样，都必须要在传统技术和新技术之间进行取舍和规划，为制定我国的低碳电力蓝图做好充分准备。

2、能源结构优化

目前，煤炭发电占据了我国电力生产的绝大多数，而各种清洁能源的占比却微不足道，因此，合理调整能源结构，增加新能源和清洁能源的比重是当前解决碳排放过量的最重要方法。低碳电力技术一定会影响传统电力产业的利益，对传统的煤炭火力发电造成冲击。因此，设计者应站在更高的角度考虑问题，综合经济、环境和安全等多方面的因素，建立起集能源、环境和经济增长为一体的能源结构网络，互相促进、共同发展。

3、电网结构与运行特性

低碳背景下，可再生电源和分布式电源都得到了长足发展，在这之中，分布式电源几乎都分布于负荷中心，有利于电力供应的本地化，有效缓解电网的输电压力；而可再生电源则有利于偏远地区的发展和利用，例如风能发电系统就必须建造在非常偏远的地方，而一旦建成投产，就能有效带动当地的经济发展（例如旅游业），甚至可以成为当地的主要电能供应来源。对于低碳背景下的电网结构和其运行的特性，其研究主要集中于建设更有利于支撑低碳电力发展的输配电结构以及相应的配套设施，还包括低碳能源的网络结构对于系统电压、频率稳定性的影响和计算。

四、总结

随着低碳经济的快速发展，对传统电力方式带来了更多的挑战，它要求低碳电力满足经济目标、新型要素以及高效的调度方式，强化发电过程中低碳电力调度的适用程度是电力产业实现快速发展的有效途径之一。因此，在实际工作中，必须以实际系统为依据，明确电力系统调度决策的复杂度与新的内容，在调度决策中，正确分析二氧化碳和电能生产关系，兼顾二者的排放状态；在碳平衡和电平衡衔接、协调发展的过程中，保障电力系统正常运行以及经济效益。

参考文献

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