低碳電力調度方式及其決策模型研究

李光輝

（國網冀北電力有限公司文安縣供電分公司，河北廊坊065800）

低碳電力調度方式及其決策模型研究

李光輝

（國網冀北電力有限公司文安縣供電分公司，河北廊坊065800）

分析了低碳電力調度的背景和內涵，探究了低碳電力調度方式的特點，研究了決策模型，為現代低碳電力調度提供借鑒經驗，促使低碳經濟的健康發展。

低碳電力調度；方式；決策模型

引言

隨著高科技的快速發展，我國逐漸由火力發電轉變為可再生能源發電，但火力發電仍是電量的主要來源，同時也是電力CO2的主要排放來源。火力發電排出的CO2達到一定程度會進一步加劇全球變暖的趨勢，這種發電方式與我國經濟提倡的“可持續發展理念”相違背，要想發展綠色經濟，就要采取有效的應對措施，在滿足市場電力需求的同時，兼顧環境效益與經濟效益，實現碳平衡。火力發電廠低碳電力的調度方式主要是利用原調度方式中的節能性、經濟性、公平性等特點，分析CO2的排放特點，健全、完善電力調度過程，能夠實現電力調度中安全因素和經濟因素的雙重保障，隨著現代社會群眾低碳意識的形成、發展，還要建立合適的決策模型，研究合理科學的排放方案，降低電力調度成本，實現低碳經濟的迅速發展。

1 低碳電力調度的背景和內涵剖析

1.1 低碳電力調度的背景

中國電力調度經歷了“三公調度”、“經濟調度”、“節能調度”的變化，其演變方式可以看出已將綠色低碳經濟作為現階段的經濟目標。目前，主要是以“節能調度”為主，“三公調度”與“經濟調度”輔助實施。“節能調度”主要以“節能性”為目的，通過優化調度可再生電源，將火力發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。但在電力調度中，要綜合運用三種調度方式，互相進行補充[1]。

1.2 低碳電力調度的內涵

與傳統電力調度相比較，低碳電力調度的關注重點有所改變，逐漸由傳統的電能關注轉為電能以及電力排放關注。低碳經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。

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

隨著現代低碳電力技術的發展，各種可再生能源逐漸被應用在電力生產中，有效擴充了電力生產的電源品種，在相關電力技術的使用上，通過對電源品種減排潛力的研究、開發，能夠有效減少CO2排放，提高電力調度的水平；同時“碳成本”改變各類電源的發電成本，“碳約束”改變電力調度的決策空間，關注CO2減排目標則增加電力調度決策的難度與復雜度[2]。

2 低碳電力調度方式的特點分析

在低碳電力調度生產中，CO2的排放量較少，就性質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，低碳電力調度中會用到一些可再生能源，如風電、水電等屬于排放發電方式，以下為近零碳的排放電源函數式：

在該函數式的電能生產中，E代表排放總量，g代表電源發電量，f（g）則表示發電量的函數關系。

由于低碳電力調度發電中的CO2排放趨近于零，因此這一結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。該類發電廠用煤炭資源來完成運作，該發電廠在運作的過程中還排出大量的二氧化碳，不僅發電效率變化較為劇烈，能量轉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 數學描述

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

式中，Ck代表電源，K的實際發電成本，πE,T代表時間t內碳的價格，TD表示決策時間內的實際數量，NU表示帶決策電源數量。

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的函數式子，提出約束條件的主要目的是簡化決策模型，能夠進行求解，判斷發電能源的發電成本、能源排放物CO2等之間的關系[3]。

3.3 算例分析

構建決策模型主要是為了更好地反映低碳電力調度方式的優點，將其與傳統電力調度方式進行比較，觀察比較不同調度方式的差異。研究發現，低碳電力調度方式中，使用較為先進的技術，可以在發電過程中降低發電后CO2排放量，通過決策模型將CO2的相關影響因素引入和約束條件的使用，能促使電力調度獲得更好的效果。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，擴展約束條件，提高低碳決策模型的完整性。

4 結語

為了適應現代經濟發展要求，我國在經濟發展中，要兼顧社會效益與環境效益，本文對現代低碳電力調度方式進行分析，了解基本特點，通過決策模型的建設，提出了推進電力調度科學發展的對策。在電力改革的大背景下，電力要想實現發展，就要加強對低碳經濟的認識與了解，通過合理、科學的手段將低碳經濟引進電力調度中來，優化決策模型，推進我國低碳經濟的健康發展。

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

[2]蘇光輝.低碳電力調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，畢業于燕山大學，工程師，研究方向：電網調度自動化及保護系統，智能電網及配網自動化。