（北京恒华伟业科技股份有限公司上海分公司 上海 200333）
摘要：在市场经济不断发展的过程中，环境保护的对策已经受到越来越多人的关注。低碳电力系统规划与运行符合生态发展的需要，同时也响应了我国可持续发展的理念，是当前阶段需要引起重视的一项技术研究。科学的电力系统规划与运行是在电力输送稳定的前提下保证污染程度的降低，是实现高效碳减的有效手段。基于此项研究内容，本文首先阐述了低碳经济的关键要素及其对电力系统规划与运行优化的影响，然后大概的设计出低碳电力系统规划与运行优化整体研究框架，接下来提出低碳电力系统规划层面的研究策略，最后归纳出低碳电力系统运行优化层面的研究现状与展望，供相关人士作参考。
关键词：电力系统规划；电力系统运行；低碳
近年来随着全球工业的不断发展，二氧化碳的制造量也在逐年上涨，这就造成了全球温室效应的加剧，给生态环境带来了严重性的破坏。早在上世纪九十年代世界各国政府为了应对全球变暖现象制定了相对应的措施，我国也在丹麦召开的世界气候大会上作出了一定的规划与承诺。
造成全球温室效应的主要因素在于各地工业的不断崛起，而电力工业在其中更是占据了主导地位，大量的电力设备的运转不断的产生二氧化碳，加剧了全球变暖的环境破坏。
研究低碳条件下电力系统规划与运行优化首先得分析出电力系统的基本构成，一个有效的电力系统规划主要包含三个部分：电源规划、电网规划、电力负荷预测，科学的制定电力系统规划的情况下首先得保证供电的正常运行，然后可以根据规划的三个方面进行一定程度上的优化，优化的首要目的在于减少碳的排放，间接性的改善了全球变暖的趋势。
一、低碳经济的关键要素及其对电力系统规划与运行优化的影响
1.1 低碳经济的概念
低碳经济主要指的是在企业生产制造的过程需要减少能源的消耗、减少有害气体的排放、减少对环境的污染程度。科学的低碳经济模式在于保证自然界中碳的排放量和碳的吸收量维持在一个平衡状态，保证自然环境不会因为碳排放的增加而受到严重的破坏。电力系统规划与运行优化在低碳经济的前提下需要注意的有两点：一点是在低碳排放的状态下整个电力系统是否会受到影响，另外一点是碳交易机制。
1.2 低碳电力技术及其影响
低碳技术在工业中主要是指利用环保能源来替代不可再生资源，而低碳技术在工业领域的应用也比较广泛，涉及到电力部门、交通建设、建筑行业、化工行业、冶金行业等多个领域。当前阶段低碳下的电力系统规划与运行优化在发电阶段主要包括四个方面，这四个方面分别为在电力系统发电阶段的节能减排、发电过程中资源的循环使用、利用新能源技术进行发电控制、发电过程中碳的控制；在电力系统的输电环节主要包含三个方面，这三个方面分别为利用柔性交流技术进行电能的输送、利用超导技术进行电能的输送、利用自动化技术进行电能的输送；在用户使用电能的环节上主要在智能化的条件下控制用电的互相交替。在低碳理念的倡导下我国电力系统主要采取的是CCS技术，CCS技术的主要内容也在于通过隔离发电产生的二氧化碳来减弱温室效应的影响。
在电厂采取低碳理念调节电力系统的过程中，由于涉及到设备的引入和技术的更新，这将在一定程度上增加电厂运营的成本，基于此类现状，电厂相关领导也需要结合实际控制好经费的使用，尽量让资金投入量和低碳控制的成效有一定的平衡。除此之外，在低碳控制的过程中电厂需要引入新的电力控制技术，如何保证新技术不和原来的发电技术有所冲突也是相关部门需要考虑的地方，当前碳捕捉技术受到了广大电厂的青睐，是一项比较热门的低碳控制技术。
1.3 碳交易机制及其影响
为了减少各个电厂的碳元素排放量，相关部门有必要制定一系列的政策来加以控制，比如设定一个最大二氧化碳排放值，当电厂的二氧化碳排放量超过这个值后电厂需要受到一定金额的惩罚，而这类规定在一定程度上能够对电厂有约束作用，对减少碳的排放量有很好的效果。
碳交易机制主要指的是在电厂的碳排量超标的情况下可以通过出售部分碳来减少其运作的成本，当碳排量不足的情况下也可以购买部分碳进行补充。最后碳交易机制的影响需要得到部分关注，而制定碳排放量的标准也是需要科学的分析后来制定。
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二、低碳电力系统规划与运行优化整体研究框架
在低碳倡导理念的影响下，提前设定好低碳电力系统规划与运行优化整体研究框架还是很有必要的，这能够为实际低碳控制带来不少方便。
低碳电力系统规划与运行优化整体研究框架主要包含两个部分：系统规划层面和系统运行层面。首先是对系统规划层面进行细化：系统规划层面可以分为三个方面，低碳电源规划、低碳电网规划、低碳电源电网协调规划，低碳电源规划又可以分为电源扩张规划、DJ优化配置、CCS优化配置，低碳电网规划可以分为输电网规划和系统联网规划。其次是系统运行层面：系统运行层面主要包含了三个部分，这三个部分分别为低碳发电机组优化组合、低碳发电机组优化调度、含CCP的系统运行优化。最后除了系统规划层面和系统运行层面，还有低碳电源电网协调规划方面的研究。
三、低碳电力系统规划层面的研究策略
3.1 低碳电源规划
低碳条件下的电力系统电源规划不仅要从碳减的角度去分析，更要注意经济上的控制，保证电厂的低碳规划的理念下同样可以实现可持续发展的道路。低碳条件下的电力系统电源规划主要包含三个方面：低碳经济下的电源扩展规划、低碳经济下的分布式电源规划、碳捕系统在常规火电厂的优化设置。而每一个电源规划方面都要着重考虑到电厂经济与碳减之间有一定的协调性，规划出一个合理的电源输送系统。
3.2 低碳电网规划
在低碳电网规划上需要从输电网和联网规划两个方面进行分析，控制好电厂生产中的经济效益与环境效益。在电厂实行低碳运行规划中，电厂负责人一般情况下都会从发电和送电这两个角度去考虑节能减排，但实际输电涉及到的范围是最广的，保证电能输送过程中的节能有着重要的意义。
从输电网规划的角度出发，智能电网规划和碳交易模式可以加以运用。从联网规划的角度出发，可以利用的是函数的计算模式来对碳排量进行控制，以数据的体现模式来提高电厂的环境效益和经济效益。
3.3 低碳电源电网协调规划
电网与电源在电力系统中表示密不可分的两个部分，电网的布局方面在很大程度上影响了整个电力系统的规划，在低碳倡导的条件下，需要确认的是在电能负荷稳定的前提下减少碳的排量。最后在低碳电源电网的协调规划下，相关部门需要相应的开发一些新能源，而这些新能源所处的区域通常为比较偏僻的地方，这个时候在电力系统的线路布置上就需要花点心思，避免因为地形的原因给线路的布置带来不便。
3.4 未来研究展望
未来电源的规划问题更加需要注意低碳的概念，基于此项理念，在电力系统的电源规划上应该从以下三个角度出发分析：第一是一些可再生能源的充分利用，如水能、风能等；第二是CCS装置在电厂发电中的应用，同时结合碳捕系统；第三在电力系统的电网规划上需要做到电源的搭配与输送电更加协调。
四、低碳电力系统运行优化层面的研究现状与展望
4.1 低碳经济下的发电机组优化组合
在低碳经济下的发电机组优化上首先要保证的是机组工作具有一定的协调性，在机组得到低碳优化的过程中还需要控制经济成本的投入。最后不同的机组联合能产生不同的电能效益，在实现碳交易时需要合理的安排机组之间的合理关联以达到最理想的电能供给状态。
4.2 含碳捕集电厂的系统运行优化
在发电机组得到确定的条件下，合理的分析出负荷在机组之间的分配也有着重要的意义。而在机组与电荷得到解决之后，如何保证含碳捕集电厂的系统运行优化是接下来需要考虑的问题。系统运行优化主要考虑的是两个方面的应用，一个是碳捕电厂的运行特征分析，另外一个是碳捕电厂对系统运行的影响，最终的目的是为了让电厂碳捕系统变得更加灵活，提高碳捕系统运行的安全性与可靠性。
4.3 未来研究展望
基于低碳电力系统运行优化层面的研究现状，未来电力系统的运行方面还需要得到进一步的加强，而加强的探讨可以从以下几个角度去分析。首先是碳交易的可靠运作，其次的碳捕系统的科学运用，最后是低碳倡导下政策的制定。
五、结语
在时代发展的同时，可持续发展的理念一直被国家所倡导，而低碳条件下电力系统规划与运行优化在很大程度上减缓了温室效应带来的负面影响，是相关部门需要引起关注的一项内容。
参考文献：
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[2]碳排放流在电力网络中分布的特性与机理分析[J].周天睿，康重庆，徐乾耀，陈启鑫，辛建波，吴越.电力系统自动化.2014.
[3]考虑碳排放权分配的低碳电源规划[J]. 宋旭东，向铁元，熊虎，徐智.电力系统自动化.2014.
论文作者:吉小丹
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：低碳论文; 电力系统论文; 电厂论文; 电源论文; 电网论文; 系统论文; 层面论文; 《电力设备》2017年第30期论文;