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摘要：火力发电是我国主要的发电方式之一，而火力发电的主要燃烧能源是煤炭。随着我国社会经济迅猛发展，低碳、环保理念不断深入到电力行业中，煤炭燃烧发电所造成的大量二氧化碳与当前的低碳经济发展模式存在显著的矛盾冲突，引进普遍引起了社会的关注。本文主要分析了低碳电力调度方式及其决策模型。
关键词：低碳经济；调度方式；决策模型
电力二氧化碳排放主要来自于大型火力发电厂，排放源少、排放量大，随着资源环境压力的不断增大、市场化改革的不断深入，以及用户对于电能服务质量要求的不断提高，电力行业正面临着前所未有的挑战和机遇。电力行业是低碳发展的核心试点，如何利用先进的发电技术，控制好二氧化碳的排放量，采取合理的电力调度方式，实现节能减排的目的，对推动电力行业的可持续发展，促进电力企业经济效益、社会效益的实现有着不容小觑的重要性。本文从低碳电力调度方式分析入手，浅析了低碳电力调度方式的特点，并对其决策模型提出了几点思考。
1 低碳电力调度方式的分析
1.1 低碳电力调度的发展概述
我国在电力调度发展方面所经历的过程主要包括以下几个时期：“三公调度”方式，“经济调度”方式，“节能调度”方式等。其中：（1）三公调度具体指的是以“公平性”为目标，在制定发电计划时保证发电完成率均匀。这种调度方式考虑了公平因素，却忽略了电能生产对资源、环境所造成的影响。（2）经济调度顾名思义就是以“经济性”为目标，以实现经济效益为主，在进行电力调度计划的制定时综合考虑到生产、成本等因素。这种调度方式存在的问题也是一样，只考虑了经济因素，没有重视资源、环境因素。（3）而节能调度强调的则是节能目标，强调“节能性”，在调度中优先考虑清洁能源，合理选择电源，按火电机组能耗和污染物排放水平由低到高依次调用，进而实现减少污染物排放，降低环境污染的目的。这种调度方式虽然考虑了资源能耗及环境问题，但没有对CO 2 排放问题有足够重视，并没有完全实现发电技术的优化决策。
随着低碳经济时代的到来，无论是国内还是国外，传统的电力调度方式都正在被低碳电力调度所取代。在我国很多的电力企业中，低碳电力调度方式都正在开始扮演越来越重要的角色。
1.2 低碳电力调度的概念
所谓的低碳电力调度，是在继承传统电力调度方式优点的基础上，兼顾各项影响因素，研究电能生产 CO 2排放特性，特别是对电能的外部成本进行优化，最后再对计划进行编制实施，图1为低碳电力调度方式概念图。
2 低碳电力调度方式的特点分析
2.1 碳捕集电厂
该新型发电厂建立在传统电厂基础上，新增了碳捕集系统。碳捕集系统的应用对于减少二氧化碳排放起到了巨大作用，对二氧化碳的捕集超过 9 成，这对于传统电厂在电能生产中高二氧化碳排放的问题是一种解决。但需要指出的是，该电厂能源消耗较大，会影响发电厂输出功率，降低电能产量，因此处理好发电水平和碳捕集总量之间的平衡问题是该厂能否普及的关键。
2.2 排放电源近 0 碳
在低碳电力调度生产中，CO 2 的排放量较少，就性质而言可视为近 0 碳排放电源，而它的前提是需要满足CO 2不排或少排，这一条件必须要满足。低碳电力调度中会用到一些可再生能源，如风电、水电等，属于 0 排放发电方式。以下为近 0 碳排放电源的函数式：E=f（g）=0 在该函数式中，电能生产中CO 2排放总量用 E 表示，电源发电量表示为g，发电量的函数关系为 f（g）。由于低碳电力调度发电中的CO 2排放趋近于0，因此这一结果就可以用0来表示。
2.3 普通化石燃料类电源
所谓普通化石燃料类电源就是指煤炭等资源，该类发电厂用煤炭作为资源来完成运作，该发电厂在运作的过程中还排出大量的二氧化碳，不仅发电效率变化较为剧烈，能量转换的波动也较为剧烈，并且这些二氧化碳直接排放到空气中，用公式表达为 E=fF 。
3 低碳电力调度的决策模型的分析
3.1 决策模型的数学描述
3.1.1 明确决策的变量
这里的变量就是指发电量和二氧化碳排放量，发电量和二氧化碳排放量之间有着不可分割的联系，针对不同的情况二者的数量也有着极大的不同。对于化石燃料电源来讲，发电量与二氧化碳排放量之间的关系为正比，即随着发电量的增加，二氧化碳的排放量也随着上升；对于水利发电来讲，其属于近零碳排放的电源，因此其二氧化碳的排放量也非常少。在确定决策变量的过程中，通常用字母 K 来表示电源，用 g 来表示发电量，用 E 来表示二氧化碳排放量。
3.1.2 分析目标函数
在低碳电力调度决策模型中，目标函数的建立主要包括发电成本和碳成本两个方面的内容，在当前低碳决策的深入发展下，如何减少二氧化碳的排放量成为当前急需思考的重要问题。在本次研究的目标函数中，二氧化碳的排放量较少，也就是说碳化物成分也较少。低碳电力调度的实现一方面能够更好的完善电力调度模型，另一方面也能推动低碳技术更好的创新。
3.1.3 模型约束条件
针对发电厂的二氧化碳排放量问题一直是备受关注的重点，很多发电厂都对该问题缺乏足够的重视，造成生产过程中排放出大量的二氧化碳，对环境造成恶劣的影响。针对该问题，我国政府出台了强制的命令，要求降低二氧化碳的排放量，这样成为了发电厂的约束条件。但是就当前实际情况来讲，要想保障发电量与二氧化碳排放量二者之间的平衡，只凭借政府的管理是远远不够的，电力企业自身必须要加强重视力度，不断优化电力调度方式，创建最优的决策模型。
3.2 决策模型的总体框架
（1）要对决策变量进行扩充。在当前现有的电力调度方式中，碳捕集技术作为较为先进的技术，可以有效的在最大程度上降低CO 2排放量。 在决策变量中需要对电源类型有充分的考虑，然后在这里把CO 2的相关因素引入，以此来让电力调度方式取得最佳效果。（2）要将目标函数加入到低碳电力调度中。通过应用低碳电力调度方式， 可以使CO 2排放量得到很好的抑制，这对于低碳电力调度的决策模型起到了优化作用。而从目标函数的组成项来看，想要使CO 2的排放具有更好的经济效益，可以考虑在碳价、碳税等因素上进行适当的提升。（3）增加约束条件。低碳电力调度决策模型是一种低碳经济模型，该模型还存在一些不完善地方，其中由于模型约束条件不健全而使CO 2排放量的约束条件有不足之处，因此在决策模型中，就需要引入带有强制性的减排目标（或碳减排承诺等）。通常情况下，该模型中所应有的约束条件可包括：网络传输约束；低碳技术约束；机组运行约束；负荷平衡约束等。其中在决策模型中，最为关键的因素是低碳技术因素，其构成主要包括了碳排放计划与低碳技术约束。
4 总结
低碳经济给传统电力调度方式带来新的挑战，要求发展基于低碳经济、考虑低碳目标、综合各类低碳要素的新型、高效的低碳电力调度方式。本文在深入剖析低碳电力调度内涵定义的基础上, 描述了不同类别电源的电碳调度特性，并建立了初步的低碳电力调度决策模型。低碳电力调度方式是当前电力调度发展的新趋势，它对于保障电力企业的综合效益具有十分重要的作用。在新时期的时代背景下，低碳环保是时代发展的主题，而传统的电力调度方式在这一背景下必然要经历巨大的变革。因此，作为电力行业必须要深入认识到低碳经济的本质内涵，将低碳因素引入到电力调度方式中，对电力调度方式及其决策模型进行进一步优化，进而推动我国低碳经济的发展迈向一个新高度。
参考文献：
[1]低碳电力调度方式及其决策模型分析[J].郭元萍.企业技术开发.2016(19)
[2]浅析低碳电力调度方式及其决策模型[J].廖丹妮.低碳世界.2016(04)
[3]浅谈低碳电力调度方式及其决策模型[J].胡维,雷汉樟.低碳世界.2015(33)
论文作者:邵佳艺,王潇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：电力论文; 低碳论文; 方式论文; 排放量论文; 模型论文; 二氧化论文; 发电量论文; 《电力设备》2017年第30期论文;