摘要：在人们环境意识的不断提升下，传统电力调度方式已经不能很好的满足社会需求，所以电力企业积极的尝试将低碳元素引入电力调度系统中，取得一些成效，减少二氧化碳的排放量，降低对环境的污染程度。下面就结合作者实际工作经验进行入手，简要的概述了低碳电力调度方式及其决策模型。
关键词：低碳经济；电力调度；决策模型
前言：若想让低碳电力的调度充分满足电网静态电压稳定性的要求，就分析碳捕集系统对于电厂上网功率的影响，进而找到能求出碳捕集系统运行功率上限、下限方法。在这个基础之上，还要考虑一种静态电压稳定的低碳调度模型，在电压稳定和电网运行裕度约束的条件下，使得碳排放和电厂发电成本之和达到最小。
1 低碳电力调度的概念
低碳电力调度方式它主要包括三公调度、经济调度、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 电源的电碳调控特性分析
2.1 传统电力调度是一种普通的化石燃料电源
传统电力调度所包含的排放电源主要包括石油、煤炭以及天然气等物质。火力发电厂在生产电能时，这些石油、煤炭以及天然气等物质在氧气中燃烧，并产生大量的二氧化碳进入空气中。在这种电力调度方式之下，二氧化碳的排放量等于物料燃烧时所消耗的总量和燃料中这些二氧化碳排放因子的乘积。
2.2 低碳电力调度属于一种近零碳的排放电源
所谓的近零碳排放电源主要是指水电、核电、风力发电等清洁的电源，这些电源在发电的过程中，二氧化碳排放量较少或者不排放二氧化碳。
2.3 低碳电力调度具有碳捕集电厂的特点
所谓的碳捕集电厂主要是指将原来的火电厂发电设施作为基础，引入碳捕集系统，也就是在生产电能的过程中，收集二氧化碳，从而减少二氧化碳的排放量。但是捕集二氧化碳会需要耗费大量的能量，会在一定程度上降低电厂的输出功率。这种调度方式，可以捕集所排放二氧化碳总量的90%左右，并且随着碳捕集总量以及发电水平的改变，碳捕集发电和碳排放量都会发生重大的改变。
3 低碳电力调度决策模型以及算例分析
3.1 低碳电力调度决策模型
3.1.1决策模型框架
在传统的电力调度决策模型中，决策的主要内容往往都是由系统中的电源出力曲线来表示的，整个调度方案必须同时满足网络传输的条件、电源技术的特点以及其它的约束条件，并且还要保障总的发电成本在最小的范围之内。而采用低碳电力调度的方式，传统的调度决策模型将会产生重大的变化，主要体现在以下三个方面。第一，模型的决策变量得到扩充。在低碳电力调度方式下，引入了碳捕集等多种低碳技术，从而使有待决策的电源品种增多，并且还需要综合考虑各种电源电碳调度的特点，同时还可以将二氧化碳作为一种可以调度的资源引入决策，从而使决策模型的决策变量得到扩充。第二，使目标函数的组成项增加。在低碳电力调度方式下，我们将碳交易、碳价或碳税等政策引入到了决策模型当中，从而使二氧化碳排放具有了经济价值，并成为决策模型当中目标函数最重要的组成部分之一，从而使目标函数的组成项增加。第三，使决策模型的约束条件增加。在新的电力调度方式之下，强制减排的目标和碳减排承诺等要素被引进新的决策模型中，这样一来就会使电力系统调度中的约束条件增加，从而要求电力调度决策必须要同时协调电平衡和碳平衡的关系。
3.1.2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这过程中，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。
3.2 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。
3.2.1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。
3.2.2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600MW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。
3.2.3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。
结束语：
总而言之，在我国大力发展低碳经济的形势下，电力调度方式面临着前所未有的机遇和挑战，研究并发展一种以低碳经济为基础、综合考虑低碳目标以及其它各种低碳要素的新型低碳电力调度方式势在必行。本文主要是在介绍低碳电力调度方式内涵的基础上，分析了不同电源电碳调度的特性，并结合实际的情况初步构建了一个低碳电力调度决策的模型，在这个新的决策模型中，将二氧化碳的排放作为一种重要的调度资源，以期实现电平衡和碳平衡的协调和衔接。
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论文作者:翟慧娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/12
标签：电力论文; 低碳论文; 模型论文; 方式论文; 二氧化论文; 电源论文; 排放量论文; 《基层建设》2017年1期论文;