（河源电力规划设计院 517000）
摘要：在人们生产生活用电需求不断增加的情况下，为了满足供电需求，扩大火力发电的规模及数量，虽然能够持续供电，但会产生大量的二氧化碳，排放到大气之中，致使温室效应产生，严重影响人们赖以生存的生态环境。电力行业低碳化是应对全球气候变暖、实现我国社会经济可持续发展的关键，而合理有效的系统规划和运行方法，将是保证电力系统在安全稳定运行前提下实现高效碳减排的有力手段。作者力图在全面阐述低碳经济关键要素及其对电力系统规划运行影响的基础上，从系统规划和系统运行两个层面，建立完整的低碳经济模式下电力系统规划运行方法的整体研究框架，并对各重点研究方向进行概述和展望。
关键词：规划与运行；低碳经济；低碳理念
引言
在改革开放不断深化的背景下，工业化进程不断加快，促进了我国经济持续、稳定、快速的发展，但同时也造成了严重的资源浪费及环境污染，而二氧化碳排放量过大就是其中之一，如若不能采取切实有效的措施来控制二氧化碳排放量，那么温室效应将不断变得更加严重，最终甚至会威胁到人类生存与生活的家园。在人们生产生活用电需求不断增加的情况下，为了满足供电需求，扩大火力发电厂的规模及数量，虽然能够在一定程度上满足不断发展的用电需求，但同样会产生大量的二氧化碳，排放到大气之中，致使温室效应产生。对此，我们应当立足于低碳经济，借助低碳技术及其它手段来规划低碳电力系统，使之良好运行，这不仅能够保证持续供电，还有利于实现减排的目的。合理进行电力系统规划与运行的优化，能够在有效的实现电力工业安全稳定运行的同时，实现高效低排的目标。低碳电力系统的规划与运行的优化，应该在满足用电需求的基础上，对电力系统的发电机组进行适当的调节与优化，实现电力系统总燃料以及总费用的降低，从而有效的实现电力工业的社会效益与经济效益最大化。
1低碳经济的概念以及对电力系统产生的影响
1.1简析低碳经济的理念及主要观点
所谓低碳经济是指将低能耗、低污染及低排放作为经济发展基础的新兴发展模式。它的理念要求是构建相应的清洁能源框架，有效提升对能源的利用率。从目前社会运营实际情况来看，确定要想进一步推进低碳经济，需要各行各业在技术、制度及发展三方面做出变革，以便在社会主义市场经济发展的过程中，人类排放的二氧化碳跟人体所吸收的二氧化碳能够达到一个相对合理的平衡状态。比如积极开发和应用低碳电力技术来进行电力系统建设，降低二氧化碳的排放等。把低污染、低耗能、低排放作为发展基础的经济模式被称之为低碳经济，低碳经济的本质是组建清洁能源框架以及提升能源的有效利用率，低碳经济的主要观点是通过从制度、发展、技术三个方面的根本转变，促使社会主义经济发展中人为排放的二氧化碳和人体吸收的二氧化碳达到一个平衡状态。在应用低碳经济模式时，首先需要作为重点分析考量的是碳排放交易与低碳电力技术，主要是因这两者是进行电力系统设计规划工作和操作运行优化工作的两个有关方面。
1.2低碳经济对电力系统所产生的影响
回归分析近些年我国电力行业发展实际情况，确定大力提倡低碳经济，使得电力系统建设之中注重对碳捕集技术的应用，其在很大程度上影响了电力系统的规划与运行，在很大程度上保证了电力系统的运行及结构组成更加的灵活，比一般火力发电厂要强很多，利于为电力行业发展开创新纪元。当然，低碳技术的应用也不是毫无缺点的，即增加电力行业的建设成本，并且给我国电力系统建设提出较高的要求。针对这一情况，电力行业内提出了碳交易机制，对电力系统之碳排放予以有效的约束。也就是要求电力企业在电力系统运行的过程中，碳排放量过多，可以销售多余的系统碳排放额，进而获得经济利润，减少成本支出；反之，电力系统运行过程中碳排放量较少，则需要相对购进所缺少的排放额，这也会增加电力系统的运营成本。引入碳捕集技术，给电力系统的设计规划与操作运行带来了深远的影响。引入低碳技术，虽然能够科学、有效的降低碳的排放量，但是这种技术在一定的程度上导致了电厂的建设成本的增加，这就对我国的电力系统提出了根据国家政策与我国电力的实际情况进行减排。另一方面，碳捕集电厂的运行机制以及结构特征具有明显的灵活性，与一般的火电厂的运行主要特征相比存在着较为明显的差异化，低碳经济技术给火电厂创造了全新的运营模式，除此以外，也给我过电力系统事业提出了更高的要求。
1.3碳交易机制的研究
通过引入碳交易机制，不仅给我国电力系统运营成本费用的支出带来了一定的影响，同时也给我国的电力系统在实际的操作中解决碳排放量高低的问题提供了捷径，当电力系统碳排放额过多时，可以销售多余的系统碳排放额，通过这样的形式获取一定的经济利润，可以减少电力系统的运营成本支出。相反，当电力系统中碳排放额较低时，则需要购入缺少的排放额，毫无疑问这就会增加电力系统的运营成本费用支出。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在系统的后续运行和初期规划工作中，应该根据实际的碳交易机制进行考虑与规划。除此之外，还应该在传统的影响因素考虑电力系统的排放额度，科学、合理的调度发电机组，并通过提高风电以及水电等清洁能源有效利用率，从而有效的实现最大限度的减排。
2低碳电力系统规划及运行优化
基于以上内容分析，确定低碳经济发展模式推行的情况下，低碳电力系统规划与运行就显得尤为必要，利于促进整个电力行业持续健康的发展。那么，如何对低碳电力系统予以规划和优化运行呢。
2.1低碳电源的规划
对以往电力系统运行情况予以分析，确定电源规划是用规划期的总费用作为目标，主要是从可靠性和经济性等反面来评价电源扩展方案的，并没有涉及到低碳这一方面。而在今时今日，为了保证电力系统良好运行的同时，实现减排目标，首先就要科学合理的规划低碳电源，也就是在低碳目标下，对电源扩展规划进行全面的分析，明确会影响低碳经济的因素，进而制定针对性的措施，进而对电源扩展方案予以合理规划，使之具有较高的可靠性、经济性及低碳性。
2.2低碳电网的规划
电网规划就是在电源规范和负荷预测的前提下对输电线路的投建方案进行确定。为了使低碳电力系统能够良好的运行，在对低碳电网规划之际，同样要借鉴以往的经验，在电源规范及负荷预测的前提下，对不同网架结构的低碳效益予以考虑，如何降低网损、如何提高电网对清洁随机性电源的接纳能力、如何使电网对电力系统低碳化的支撑作用发挥等，进而合理规划低碳电网，提高其有效性。
2.3发电机组优化组合及优化
启停发电机组优化组合及优化启停的特点是在一个调度期内每个时间段各个机组运行的基本状态的优化。为了在低碳电力系统之中，能够使发电机组优化组合，良好的运行，并且降低能源利用率，减少二氧化碳排放量，应当注意从低碳经济的角度对不同发电机组组合予以分析，包括电力系统发电耗能、运行成本、资源浪费情况等，进而提出最佳的发电机组组合。
2.4发电机组优化调度模式
为了避免低碳电力系统运行成本较高，给电力企业乃至整个电力行业带来负面影响，在低碳电力系统规划与优化运行之际，还要注意在发电机组优化调度模式方面下功夫，具体的做法是，在满足机组及系统的设想限制条件下，对每个发电机组运行实际情况予以观察，明确燃烧成本、调度方式等方面，进一步确定其中存在的资源浪费及二氧化碳排放。进而对调度模式予以创新和优化，弥补传统调度模式的缺陷，如此势必能够良好调度发电机组，使之能够支持电力系统良好运行，并且尽可能的避免资源浪费，二氧化碳排放量过多的现象发生。从这一方面来说，在低碳电力系统规划与优化运行之际，还要注意对发电机组调度模式的优化。
2.5含碳捕集电厂的系统运营优化
考虑到CCS装置能源消耗率高，且与火电厂的发电循环有着直接关系，致使其运行机制复杂。在低碳电力系统规划与优化运行之际，还要注意处理以上情况，也就是将目光落在含碳捕集电厂上，对含碳捕集电厂的系统运营予以优化，如此能够充分发挥其旋转备用能力和符合跟踪能力，对电力系统运行进行跟踪监控及调整，提高电力系统运行的安全性和可靠性。那么，如何对含碳捕集电厂的系统运营予以优化呢？自然是对低碳电力系统运营之中可能存在的不良因素予以分析，尤其是使二氧化碳排放量增加的因素，进而合理制定含碳捕集电厂运行机制，使之能够深入到电力系统之中，积极且正面的影响电力系统的方方面面。另外，还可以使碳捕集电厂与风电等新能源协调运行，支持电力系统，使之持续供电，却不会增加二氧化碳排放量。所以，含碳捕集电厂的系统运营优化，利于提升清洁能源的利用效率，优化电力系统的能源结构。
2.6低碳经济在未来的发展规划
目前我国正在开展关于低碳经济模式下电力系统运营优化的研究工作，截止目前已经取得了一些的研究成果，为后续深入研究探索奠定了基础。稍后的研究工作可以从下面的几个方面着手。例如，深入探索、研究碳捕捉技术、碳约束技术、碳交易等多种低碳要素对发电机组的优化运营组合问题的分析，并且在考虑低碳作用以及低碳要素的基础上建立较为完善的低碳经济下的电力系统机组优化方法体系以及组合模型。另一方面碳捕捉技术则是发电系统未来低碳经济条件下运行优化领域需要重要研究的对象，碳捕捉技术电厂应该更深入的进行研究，进一步的分析以及评估碳捕捉电厂接入后对系统的影响而奠定的理论基础；从电力系统对清洁能源的接纳以及使用角度，开展碳捕捉与风能、太阳能、等一些新能源电站的协调与运行的研究；从系统减排运行的安全角度开展碳捕捉电厂在电力系统中的整体运行中的方法以及研究。另外还需要低碳经济下电力系统调度的相关政策，通过相关制度去引导电力工业的低碳化进程。
3、结论
在近些年温室效应不断加剧，已经产生一定负面影响的情况下，为了实现我国持续发展的宏伟目标，提出了低碳经济模式，意在控制二氧化碳的排放量，避免温室效应。基于本文一系列分析，确定电力企业积极规划与运行低碳电力系统，则可以降低电力系统运行之中产生的二氧化碳。当然，要想良好规划与优化运行低碳电力系统，则需要在低碳电源的规划、低碳电网的规划、发电机组优化组合及优化启停、发电机组优化调度模式、含碳捕集电厂的系统运营优化等方面下功夫。我国未来保持经济可持续化发展的唯一行之有效的方法就是继续推行低碳经济，作为碳排放量最高以及能源消耗最多的电力行业，对国家总体低碳路线发展的实行减排至关重要。本文主要分析了电力系统的规划与运行方面的研究现状和未来的重点研究方向，希望能为后序相关低碳经济研究提供思路和方法的借鉴。
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论文作者:陈钦辉
论文发表刊物:《河南电力》2018年2期
论文发表时间:2018/6/11
标签：电力系统论文; 低碳论文; 经济论文; 机组论文; 排放量论文; 电厂论文; 系统论文; 《河南电力》2018年2期论文;