節能減排在電力行業的模型應用芻議

四川電力節能服務有限公司，四川成都，610000

在電力行業發展中，傳統的發電調度模式側重于從發電機組的容量均衡方面，進行電力發電調度運行實現，這種電力行業發電調度模式雖然在一定時期內提高了電力資源項目建設的積極性，在一定程度上促進了我國電力事業的發展進步，但是在電力資源的發電調度過程中，也很大程度上限制了具有高效環保效益的大火電機組以及水電、火電等具有節能減排效益的清潔能源機組，在電力行業發電調度模式中的推廣應用實現，對于電力行業的節能減排以及生態環保等社會經濟效益發展提升，都有很大的不利影響。隨著世界性生態環境問題的日益嚴重以及電力行業發展中對于節能減排要求提出，轉變電力工業資源結構，創新電力行業節能減排模式，實現節能發電調度已經逐漸成為當前電力工業結構調整中的關鍵。本文將在遵循節能發電調度要求原則的情況下，以電力行業發電調度中既對于電網發電調度應用火電機組的購買成本考慮的情況下，同時也對機組發電過程中煤炭資源的消耗作為重要考慮因素，通過制定雙目標模糊優化短期交易計劃策略，進行多目標模糊優化模型的建立，并通過對于建立模型的計算分析，實現電力行業的節能發電調度，提高電力行業發電調度的社會生態與環境效益。

1、傳統調度模式與節能發電調度模式的對比分析

1.1 傳統調度模式與節能發電調度模式的區別

電力行業發展中，傳統的電力資源發電以及調度模式，主要是通過對于發電以及調度應用機組的容量的考慮，實現對于電力資源均衡發電與調度實現的一種模式，這種模式在電力行業發展中具有一定的時代積極性，但是，隨著電力資源需求的不斷增長，以及社會能源危機的不斷加劇，在電力行業發展中，傳統的發電調度模式由于對高效環保節能機組發電調度應用的局限性，對于電力行業的發展進步也產生了很大的制約作用。節能發電調度模式是一種以可再生能源、資源以及具有高效環保功效的發電機組進行優先調度，同時在發電調度過程中進行社會生態效益與經濟效益同時最大化兼顧的模式，它對于電力工業結構的優化調整，以及對于電力事業的發展進步都有著積極的作用和意義，也是當前社會經濟生態、環保發展大環境下，電力行業改革發展的重要要求，對于整個社會經濟發展以及國民經濟建設都有著積極的作用和意義。

電力行業節能發電調度管理中，對于節能發電調度模式規定要求，節能發電調度要以保證電力系統的安全穩定運行與供電實現作為前提，通過對于發電機組的能耗以及污染排放情況對比分析，最終實現電力資源的節能、環保以及優化調度。因此，在實施節能發電調度的過程中，最重要的就是將原有的以價格為主的競價上網模式轉換成為一種將能耗以及污染排放量作為標準的發電調度模式，使得傳統的發電調度模式從商業化方面更多的向社會化功能的增加轉變上來。通常情況下，在電力行業中實施節能發電調度模式，主要是以國家對于上網電價的現有管理方法為基礎，在所有可以并網運行的發電機組中進行節能發電調度實現。

1.2 節能發電調度模式對傳統模式的沖擊影響

隨著社會經濟以及電力事業的不斷發展，當前，在電力行業中開展節能減排工作，最重要的就是進行發電調度方式的改進以及小火電機組的關停、進行脫硝力度的加大。在電力行業的這三項節能減排工作中，進行電力資源發電以及調度方式的改進，又是電力行業節能減排工作的重要工作環節。以我國電力行業的發展現狀來看，電力調度中一直存在有一些比較突出的問題，比如電力市場以及發電調度過程中，對于不同能耗水平機組的統一應用等，這都是在傳統的電力行業投資機制以及供需變化、運行管理機制等影響下的電力調度問題，對于電力行業的發展以及社會經濟效益的提升，有著很大的不利影響。進行電力行業發電調度模式的改進也不僅僅是一種技術的評議改進，它對于電力行業的投資政策以及電價政策等都有著比較深刻額度影響，需要在通過各種綜合措施下，建立長效機制，實現對于電力資源以及市場發電調度模式的改進。

2、基于電力節能減排雙目標的調度優化模型

在電力行業中，進行電力資源的節能發電調度，通常需要經過兩個步驟，過程中，首先及時進行發電機組的組合排序，對于發電調度機組的組合排序，主要是通過電力資源發電調度的執行實現電力系統，在電力系統調度運行開始執行之前，機組將依照機組購買成本價格以及機組調度運行的污染排放量等標準，以最低為目標進行機組的組合排序實現。其次，進行電力資源的節能發電調度過程，就是進行機組發電容量的實時調度過程，節能發電調度的這一過程是建立在機組序列組合實現的情況下，對于調度執行電力系統運行過程中，可用機組的調度容量以及電量情況的確定過程。

進行基于電力節能減排雙目標的調度優化模型建立過程中，首先要保證能夠滿足電力交易中心對于高效能源機組的上網電量需求，并且對于高效能源機組的上網使用電量，按照國家規定電網價格進行執行；其次，要保證能夠確定電力資源節能發電過程中各火電機組的上網電價以及煤炭資源的消耗水平，然后，才可進行基于電力節能減排雙目標的調度優化模型建立實現。如下公式（1）所示為帶有模糊約束條件的模糊多目標決策模型計算公式。

在上示模型計算公式中fi（x）表示目標函數，而gi（x）和hr（x）分別為目標函數的約束條件，在實際計算中，通過對于目標函數最優解的求得，來進行滿足多目標條件的節能發電調度最優模型的建立實現。

2.1 進行模糊多目標規劃的方法

通常情況下，在進行多目標的決策計算中，比較常用的規劃計算方法有目的規劃法、多目標交互規劃法以及分層規劃法、模糊多目標規劃法等，其中模糊多目標規劃法也被稱為隸屬函數法，它在進行多目標決策求解過程中，主要是通過運用模糊數學中的最大隸屬度原則，在相同約束條件下，進行多個目標優化求解實現。比如，在進行目標函數（2）約束條件下模糊極小值的求解中，具體計算求解過程如下所示。首先，需要進行目標函數中每一個目標分量fi（x）模糊自己的計算求得，那么相應的，每一個目標分量對應的隸屬函數也就為μ（fi（x）），其中i=1，2，……。其次，通過模糊數學中最大隸屬度原則，進行目標函數中未知數的求解計算，需要注意的是在進行目標函數未知數的計算求解過程中，需要注意目標函數未知數對于目標函數的各約束條件的滿足，從而實現對于多目標函數的求解計算。總之，模糊多目標規劃法就是通過對于多目標最小化問題的計算中，引進模糊數學最大隸屬度計算原則，將多目標問題轉化成為單目標優化問題，從而實現對于多目標的優化求解計算。

2.2 雙目標模糊優化節能發電調度模型

在電力行業機組發電調度過程中，如果Pgi（t）表示的是發電調度機組i在t時間段內的運行出力情況，那么，對于機組發電調度運行過程中的煤炭資源消耗數量的函數關系，則表示如下公式（3）所示。目前，對于機組發電調度運行過程中的能耗參數通常被認為是一個固定值，并且與機組的發電量呈現一個線性變化的關系。

此外，對于電力運行發電調度運行過程中，電網全網購電費用的最小目標函數關系，如果以各發電商對于電網購電的實際報價結算為主，則可以表示為下列公式（4）所示函數關系。節能發電調度實施過程中，機組調度過程中的有功功率平衡約束條件以及機組運行出力條件則如下公式（5）和公式（6）所示。

在進行上述雙目標的節能發電調度模型計算求解過程中，同上述的多目標模糊規劃分析計算一樣，主要是通過對于雙目標節能發電調度模型中的雙目標函數模糊化，實現對于雙目標的計算求解，其中，進行雙目標模糊化主要是利用模糊數學中最大隸屬度原則，首先將多目標函數中的單目標函數確定為隸屬函數，然后通過半直線型函數進行隸屬函數關系的表示，則對于目標隸屬函數關系則表示如下公式（7）所示。

在上述目標隸屬函數關系公式中，主要通過購電費用最小單目標優化以及煤耗量最小目標值、期望最大目標節約值等指標參數，進行多目標隸屬函數關系的計算求解實現。在通過數學模糊最大隸屬度原則，對于多目標函數進行隸屬函數關系轉化后，也就是將雙目標節能發電調度模型，通過模糊化，轉化成為目標隸屬函數關系后，再將目標函數需要滿足以及實現的所有約束條件，也就是上述公式（5）和公式（6）中所表示的函數條件關系公式進行代入，即可實現對于最大優化結果的計算求得。

結語

總之，隨著社會經濟建設發展與資源環境之間矛盾問題的日益突出，生態環保、節能減排工作已經成為當前社會經濟建設與發展中的重要工作和方向，進行節能減排在電力行業模型中的應用分析，對于促進電力行業節能減排工作的開展，以及推動電力行業的健康、持續發展都有積極作用和意義。

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