李光輝

（國網(wǎng)冀北電力有限公司文安縣供電分公司，河北廊坊065800）

低碳電力調(diào)度方式及其決策模型研究

李光輝

（國網(wǎng)冀北電力有限公司文安縣供電分公司，河北廊坊065800）

分析了低碳電力調(diào)度的背景和內(nèi)涵，探究了低碳電力調(diào)度方式的特點，研究了決策模型，為現(xiàn)代低碳電力調(diào)度提供借鑒經(jīng)驗，促使低碳經(jīng)濟的健康發(fā)展。

低碳電力調(diào)度；方式；決策模型

引言

隨著高科技的快速發(fā)展，我國逐漸由火力發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕茉窗l(fā)電，但火力發(fā)電仍是電量的主要來源，同時也是電力CO2的主要排放來源?；鹆Πl(fā)電排出的CO2達到一定程度會進一步加劇全球變暖的趨勢，這種發(fā)電方式與我國經(jīng)濟提倡的“可持續(xù)發(fā)展理念”相違背，要想發(fā)展綠色經(jīng)濟，就要采取有效的應(yīng)對措施，在滿足市場電力需求的同時，兼顧環(huán)境效益與經(jīng)濟效益，實現(xiàn)碳平衡。火力發(fā)電廠低碳電力的調(diào)度方式主要是利用原調(diào)度方式中的節(jié)能性、經(jīng)濟性、公平性等特點，分析CO2的排放特點，健全、完善電力調(diào)度過程，能夠?qū)崿F(xiàn)電力調(diào)度中安全因素和經(jīng)濟因素的雙重保障，隨著現(xiàn)代社會群眾低碳意識的形成、發(fā)展，還要建立合適的決策模型，研究合理科學(xué)的排放方案，降低電力調(diào)度成本，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的迅速發(fā)展。

1 低碳電力調(diào)度的背景和內(nèi)涵剖析

1.1 低碳電力調(diào)度的背景

中國電力調(diào)度經(jīng)歷了“三公調(diào)度”、“經(jīng)濟調(diào)度”、“節(jié)能調(diào)度”的變化，其演變方式可以看出已將綠色低碳經(jīng)濟作為現(xiàn)階段的經(jīng)濟目標(biāo)。目前，主要是以“節(jié)能調(diào)度”為主，“三公調(diào)度”與“經(jīng)濟調(diào)度”輔助實施。“節(jié)能調(diào)度”主要以“節(jié)能性”為目的，通過優(yōu)化調(diào)度可再生電源，將火力發(fā)電的化石能源按照能耗量以及CO2、SO2等污染物的順序進行排列，依次由低到高，在能源的使用上，最大限度地降低高能耗、高污染資源，減少CO2、SO2的排放。但在電力調(diào)度中，要綜合運用三種調(diào)度方式，互相進行補充[1]。

1.2 低碳電力調(diào)度的內(nèi)涵

與傳統(tǒng)電力調(diào)度相比較，低碳電力調(diào)度的關(guān)注重點有所改變，逐漸由傳統(tǒng)的電能關(guān)注轉(zhuǎn)為電能以及電力排放關(guān)注。低碳經(jīng)濟就是要解決電力排放問題，盡可能選擇排放量較少的電力能源。

在現(xiàn)代低碳經(jīng)濟研究中，“碳交易以及碳價”的引入提高了發(fā)電的經(jīng)濟價值，同時也賦予CO2排放新的經(jīng)濟價值，簡單來說，CO2排放逐漸成為新型可調(diào)度資源，能夠在現(xiàn)代的低碳電力調(diào)度中發(fā)揮一定的作用。在低碳電力調(diào)度的背景下，要想實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的發(fā)展，就必須要兼顧電能生產(chǎn)與電力CO2排放，實現(xiàn)“電、碳平衡”。

隨著現(xiàn)代低碳電力技術(shù)的發(fā)展，各種可再生能源逐漸被應(yīng)用在電力生產(chǎn)中，有效擴充了電力生產(chǎn)的電源品種，在相關(guān)電力技術(shù)的使用上，通過對電源品種減排潛力的研究、開發(fā)，能夠有效減少CO2排放，提高電力調(diào)度的水平；同時“碳成本”改變各類電源的發(fā)電成本，“碳約束”改變電力調(diào)度的決策空間，關(guān)注CO2減排目標(biāo)則增加電力調(diào)度決策的難度與復(fù)雜度[2]。

2 低碳電力調(diào)度方式的特點分析

在低碳電力調(diào)度生產(chǎn)中，CO2的排放量較少，就性質(zhì)而言可視為近零碳排放電源!而它的前提是需要滿足CO2不排或少排這一條件，低碳電力調(diào)度中會用到一些可再生能源，如風(fēng)電、水電等屬于排放發(fā)電方式，以下為近零碳的排放電源函數(shù)式：

在該函數(shù)式的電能生產(chǎn)中，E代表排放總量，g代表電源發(fā)電量，f（g）則表示發(fā)電量的函數(shù)關(guān)系。

由于低碳電力調(diào)度發(fā)電中的CO2排放趨近于零，因此這一結(jié)果就可以用來表示普通化石燃料類電源。普通化石燃料類電源就是指煤炭等資源。該類發(fā)電廠用煤炭資源來完成運作，該發(fā)電廠在運作的過程中還排出大量的二氧化碳，不僅發(fā)電效率變化較為劇烈，能量轉(zhuǎn)換的波動也較為劇烈，并且這些二氧化碳直接排放到空氣中，用公式表達為：E=fF.

3 決策模型研究

3.1 數(shù)學(xué)描述

決策模型的制定上，首要確定CO2排放量和火電發(fā)電量。普通的化石燃料發(fā)電中，CO2排放量和火電發(fā)電量是相互聯(lián)系的；在低碳或者是近零碳的能源發(fā)電中，CO2排放量為零。要分析電能相關(guān)的函數(shù)關(guān)系，就要將一段時間（決策時間）作為研究對象，分析目標(biāo)函數(shù)：

式中，Ck代表電源，K的實際發(fā)電成本，πE,T代表時間t內(nèi)碳的價格，TD表示決策時間內(nèi)的實際數(shù)量，NU表示帶決策電源數(shù)量。

3.2 約束條件

在約束條件的使用上，要重視6方面的約束，分別是負荷平衡約束、最大最小出力約束、爬坡速率約束、水電發(fā)電量約束、碳排放約束以及碳捕集電廠的運行約束，每種約束條件都有相對應(yīng)的函數(shù)式子，提出約束條件的主要目的是簡化決策模型，能夠進行求解，判斷發(fā)電能源的發(fā)電成本、能源排放物CO2等之間的關(guān)系[3]。

3.3 算例分析

構(gòu)建決策模型主要是為了更好地反映低碳電力調(diào)度方式的優(yōu)點，將其與傳統(tǒng)電力調(diào)度方式進行比較，觀察比較不同調(diào)度方式的差異。研究發(fā)現(xiàn)，低碳電力調(diào)度方式中，使用較為先進的技術(shù)，可以在發(fā)電過程中降低發(fā)電后CO2排放量，通過決策模型將CO2的相關(guān)影響因素引入和約束條件的使用，能促使電力調(diào)度獲得更好的效果。針對決策模型的約束條件不健全的情況，可以在決策模型中引入強制性的減排目標(biāo)，擴展約束條件，提高低碳決策模型的完整性。

4 結(jié)語

為了適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展要求，我國在經(jīng)濟發(fā)展中，要兼顧社會效益與環(huán)境效益，本文對現(xiàn)代低碳電力調(diào)度方式進行分析，了解基本特點，通過決策模型的建設(shè)，提出了推進電力調(diào)度科學(xué)發(fā)展的對策。在電力改革的大背景下，電力要想實現(xiàn)發(fā)展，就要加強對低碳經(jīng)濟的認(rèn)識與了解，通過合理、科學(xué)的手段將低碳經(jīng)濟引進電力調(diào)度中來，優(yōu)化決策模型，推進我國低碳經(jīng)濟的健康發(fā)展。

[1]王征.低碳電力調(diào)度方式及其決策模型探微[J].科學(xué)與財富,2015 (9):182-183.

[2]蘇光輝.低碳電力調(diào)度方式及其決策模型[J].廣東科技,2014(22): 60-61.

[3]胡維,雷漢樟.淺談低碳電力調(diào)度方式及其決策模型[J].低碳世界, 2015(33):58-59.

（編輯：王璐）

Research on Low Carbon Power Dispatching Mode and Its Decision Model

LiGuanghui
(Wen’an Power Supply Branch Company of State Grid North Hebei Electric Power Co.,Ltd.,Langfang Hebei065800)

This paper analyzes the background and connotation of low carbon power dispatching,explores the characteristics of low carbon power dispatchingmode,study the decision model,providing a reference formodern low carbon power dispatching,to promote the healthy developmentof low carbon economy.

low carbon power scheduling;mode;decisionmodel

TM73

A

2095-0748(2016)24-0036-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.24.14

2016-11-23

李光輝（1980—），男，河北廊坊人，本科，畢業(yè)于燕山大學(xué)，工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)度自動化及保護系統(tǒng)，智能電網(wǎng)及配網(wǎng)自動化。