低碳电力调度方式和其决策模型

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1、低碳电力调度方式和其决策模型【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，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；决策模型在电力系统中，电力调度是在负荷预测的基础上，对发电机在内的各种电器元件运行方式、状态以及控制进行的科学监测，在这过程中也可以

2、制定行之有效的调度计划，进一步保障系统运行的可靠性和安全性。随着低碳意识不断增强，除了经济性和安全性外，电力系统二氧化碳排放逐渐成为研究的重点。随着环境资源危机加重，市场化建设逐渐成熟，对电能质量要求也越来越高，这对电力部门来说，既是机遇，也是挑战。电力二氧化碳主要来源于大型的发电厂，由于它具有排放量不高、源头不多的特点，所以通常利用先进的碳捕集方法或者发电技术，进一步降低减排水平。一、低碳电力调度特性在电源调度特性中，g表示电源发电量，E表示发电过程中二氧化碳的排放量，它们的关系是E=f（g）,也就是电源调度特性

3、。根据不同类型的低碳电源调度特性，可以分成三种情况。（一）近零排放电源（二）化石燃料电源（三）碳捕集电厂二、低碳电力调度决策模型以及算例分析（一）低碳电力调度决策模型1、决策模型框架要实施低碳电力调度方式，之前的决策模型就会随着改变，主要表现在：模型扩充的变量决策、目标函数的组成项以及模型的约束条件。随着碳捕集等低碳电力调度技术的引进，不仅拓宽了等待决策的电源品种，通过分析各种电源调度特性，也将二氧化碳作为重要的资源引入电力调度决策中，进而得到决策变量的扩充系数。随着碳价、碳交易、碳税等相关政策的引入，电力二氧化碳

4、排放也被赋予了对应的经济价值，并且逐渐成为低碳电力调度决策模型的重要内容。2、数学描述在数学描述中，决策变量主要包括二氧化碳和发电量的排放量。在这过程中，对于近零碳排放量，二氧化碳排放一直为零；对于化石燃料电源，二氧化碳发电量和排放一直处于对应的状态，并且不需要任何单独的变量决策；对于碳捕集，二氧化碳和发电量通常以单独的决策变量呈现。在目标函数中，必须综合分析碳成本和发电成本的关系，再根据标准函数将其表示出现。在约束条件中，通过目标函数关系可以得到平衡负荷、最小最大出力约束、速率约束、发电量、碳捕集运行约束等（如表

5、一、所示）。（二）低碳电力调度算例分析在某电力系统实际数据构造中，其中4台600MW的燃煤机需要进行对应的碳捕集改造，并且将电力调度用于日常发电计划中。1、算例描述为了更加客观的反映出传统电力调度和低碳电力调度的不同，该电力系统根据上述模型定义，简化成和低碳相关的因素，减小低碳模型计算规模以及复杂程度，有效减少对低碳模型过大的影响。在组团式归并中，以其中一组单元作为决策单元，例如:100MW、200MW、600MW、300MW的燃煤机决策单元中，水电通常被分成无调节能力与有调节能力的决策单元。在系统的可用发电量，除

6、了检修机组，通常将必开机组和阻塞出力等非决策量归结在特定单元，并且规定合理的日发电计划。一般以整个机组的出力情况为决策目标，在96点曲线背景中进行分析。2、计算结果在基准场景中，虽然没有排放约束条件，但是在低碳电力调度中，也能得到最优发电计划。通过低碳电力调度方式中，600MW的碳捕集、燃煤电厂以及可用调节的水电发电计划，其他容量的水电都可以运行在最小的出力状态中；对于不能调节的水电，并且没有弃水的现象，一般运行在固定的出力点。当调峰电源为可以调节的水电时，碳捕集的发电序位是临界位置，也可以在调峰上进行贡献，对于6

7、00MW的燃煤机只需要在低谷负荷时，就能进行段压运行。在这过程中，由于基准场景下的碳价不高，不能达到碳捕集运输、运行以及成本封存，所以在碳捕集装置捕集中一直处于关闭的状态。经过精细的计算，二氧化碳排放强度可以达到0.55kg/kw.h,总碳排放量可以达到55万吨。3、比较分析在高碳价场景中，如果碳价为160元每吨，较高的碳价会直接促使碳捕集装置运行在最大水平，进而获得更多的二氧化碳，让碳捕集调度运行比600MW的燃煤机组更加方便经济。因此，时常将600MW的机组参与到调峰中，碳捕集则只在低谷负荷中运行。在碳排放约束

8、场景中，一旦引入碳排放约束，在原有强度基础上就可以下调10%左右，通过设定二氧化碳排放强度,得到低碳电力调度最佳发电计划。在这过程中，虽然实施二氧化碳没有任何利益，但是为了满足约束条件，必须适当运行，并且参与调峰。表一、约束条件示意表三、结束语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。因此