計及靈活運行碳捕集電廠捕獲能耗的電力系統(tǒng)低碳經(jīng)濟調度

陳海鵬，陳晉冬，張 忠，王趁錄，王俊祺，韓 皓，呂鑫升

（1. 東北電力大學 現(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真控制與綠色電能新技術教育部重點實驗室，吉林 吉林 132012；2. 國網(wǎng)甘肅省電力有限公司蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730000；3. 中國信息通信研究院，北京 100089；4. 國網(wǎng)吉林省電力有限公司松原供電公司，吉林 松原 138000）

0 引言

2021 年，碳達峰、碳中和被首次寫入政府工作報告，我國承諾“爭取在2060 年前實現(xiàn)碳中和”。為了實現(xiàn)這一目標，可再生能源將成為未來能源供應的主體。然而可再生能源（如風能）通常具有較強的不確定性，保留一定比例的化石能源對于維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行至關重要［1］。煤基工業(yè)和燃煤發(fā)電行業(yè)減排二氧化碳是當前我國碳減排的關鍵［2］，采用碳捕集技術能夠實現(xiàn)大規(guī)模減排。碳捕集技術是指收集大型發(fā)電廠產(chǎn)生的二氧化碳，并用各種方法儲存以避免其排放到大氣中。然而，使用碳捕集設備在減少燃煤電廠二氧化碳排放的同時會降低電廠能量輸出，進而導致電廠發(fā)電成本的增加［3］。

以往對燃燒后碳捕集系統(tǒng)的研究主要為固定運行模式，即所有來自發(fā)電設施的廢氣都被送到碳捕集系統(tǒng)。采用固定運行模式的碳捕集電廠運行在穩(wěn)定狀態(tài)，此時碳捕集系統(tǒng)中二氧化碳的吸收、解吸和壓縮速率始終保持相等。文獻［4］考慮了虛擬電廠，采用風電、光伏和固定運行模式的碳捕集電廠聯(lián)合運行方式降低了系統(tǒng)碳排放。文獻［5］將固定運行的碳捕集電廠收集的二氧化碳用于電轉氣技術，將電轉氣-碳捕集電廠作為整體系統(tǒng)，提升了碳利用水平。文獻［6］考慮了風電和負荷的不確定性，建立了風電-光熱-碳捕集電廠調度模型，實現(xiàn)了電力低碳化。采用固定運行模式的碳捕集電廠可減少系統(tǒng)碳排放量，但捕獲能耗和發(fā)電功率存在耦合關系，即碳捕集能耗隨著碳捕集電廠發(fā)電功率上升而增加。

帶有溶劑存儲罐燃燒后的碳捕集系統(tǒng)中富溶劑、貧溶劑儲罐能夠儲存溶劑，這樣碳捕集電廠發(fā)電和捕獲可實現(xiàn)解耦，進而實現(xiàn)捕獲系統(tǒng)的靈活運行。靈活的操作模式根據(jù)電力需求的可變性來動態(tài)改變電力輸出和捕獲系統(tǒng)能耗以使利潤最大化［7］。文獻［8］考慮碳捕集電廠儲液式和分流式相結合的運行模式，分析了儲液式碳捕集電廠運行的優(yōu)勢。文獻［9］采用改進的碳捕集電廠雙碳量模型，通過虛擬電廠協(xié)調運行使系統(tǒng)更加低碳和經(jīng)濟。上述文獻雖然考慮了溶劑存儲，但沒有充分考慮碳捕集設備運行能耗帶來的發(fā)電成本損失，并且沒有考慮需求側資源調用對降低系統(tǒng)碳排放、提高系統(tǒng)經(jīng)濟性的作用。

目前對含碳捕集電廠調度模型的研究多位于源側且采用固定運行模式，通過碳捕集電廠幫助系統(tǒng)降低碳排放。有關碳捕集電廠靈活運行和負荷側資源調用情況的研究較少。并且碳捕集電廠在運行過程中會產(chǎn)生能量損耗，對能量損耗造成的損失分析還不充分。綜上，為了減少系統(tǒng)碳排放并降低系統(tǒng)運行成本，本文考慮在火電廠安裝碳捕集設備配合風電場運行，以系統(tǒng)總運行成本最小為目標，并考慮了碳捕集設備運行帶來的成本損失，建立了源側采用靈活捕獲和溶劑存儲運行模式的碳捕集電廠、荷側計及需求響應資源調用的調度模型。首先，對碳捕集電廠捕獲水平靈活運行模式和儲液運行模式進行分析，并對比了靈活運行模式和固定運行模式的區(qū)別；其次，闡述了電市場和碳市場的交易機制和需求響應調用機制；最后，構建了采用靈活運行模式的碳捕集電廠并考慮需求響應的電力系統(tǒng)調度模型，通過仿真驗證采用本文的調度模型可以實現(xiàn)碳排放下降并降低系統(tǒng)總成本。

1 碳捕集電廠運行情況分析

為了減少二氧化碳排放，化石燃料發(fā)電廠可以安裝碳捕集設備。目前捕獲方法主要包括燃燒前捕獲法、富氧燃燒法和燃燒后捕獲法這3 種［10］。其中，燃燒后捕獲法具有原理簡單、適用性廣等特點，其投資成本較低但碳捕集成本較高。本文考慮的碳捕集電廠采用燃燒后捕獲法。

1.1 碳捕集電廠固定運行模式

碳排放總量Qc由相應碳捕集電廠的總功率輸出和火電機組碳排放強度qc決定：

t時段碳捕集設備的運行能耗可表示為：

式中：γc為捕獲單位二氧化碳所需的能耗；xc為捕獲水平；λt為t時段的煙氣分流比；Pc，t為碳捕集電廠t時段總功率輸出。運行1 d 的碳排放總量應低于某個閾值，設置此閾值可以防止火電廠過量排放二氧化碳。碳排放總量與風電場和火電廠凈功率輸出之間的平衡通過每日平均碳排放量來表示：

1.2 碳捕集電廠靈活運行模式

目前碳捕集電廠普遍面臨碳捕集能耗較高、花費較大的問題，為了解決此問題，本文考慮碳捕集電廠的2 種靈活運行模式，分別為捕獲水平靈活運行模式和溶劑存儲靈活運行模式。

1.2.1 捕獲水平靈活運行模式

捕獲水平靈活運行模式是通過在一定時間間隔根據(jù)當時電網(wǎng)電價有選擇地降低碳捕集能耗來降低碳捕集成本。碳捕集設備將一部分富溶劑直接返回洗滌器而不流入氣提塔，這樣可以減少氣提塔處理二氧化碳的能量，增加碳捕集電廠的發(fā)電量，上述過程示意圖見附錄A 圖A1。由于碳捕集設備需要固定運行和維護，需要設定一個最小捕獲值，即捕獲水平不低于40%［12］。

捕獲水平的變化主要遵循24 h期間市場電力成本的變化，在高電力成本時，捕獲水平降低，而在低電力成本時，捕獲水平增加。靈活捕獲和固定捕獲方式對比如圖1所示。

圖1 靈活、固定捕獲方式對比Fig.1 Comparison of flexible and fixed capture methods

碳捕集能耗成本Fccs用碳捕集設備的運行能耗和運行時段電價來表示：

式中：μt為t時段電價。捕獲水平靈活運行模式在新安裝碳捕集設備的電廠中更有利，因為無需額外投資。捕獲水平降低會使碳排放總量高于傳統(tǒng)碳捕集電廠，本文考慮采用其他措施來進一步降低系統(tǒng)碳排放。

1.2.2 溶劑存儲靈活運行模式

在溶劑存儲靈活運行模式中，通過能量時移可以提高系統(tǒng)靈活性。在高電力需求期間，通過將部分或全部二氧化碳溶劑暫時儲存在富液罐中，降低能量損失；在低電力需求期間，可以將富液罐中富含二氧化碳的溶液送至氣提塔進行處理［13］。t時段碳捕集電廠處理的二氧化碳量可表示為：

本文考慮的溶劑存儲靈活運行模式中，儲液罐中的溶液為乙醇胺溶液，二氧化碳可以溶解于乙醇胺溶液中［8］，其計算表達式如式（8）所示。

式中：VCAt為t時段碳捕集電廠儲液罐排出二氧化碳所需溶液體積；MMEA和MCO2分別為乙醇胺和二氧化碳的摩爾質量；δ為再生塔解析量；CR為乙醇胺溶液濃度；ρR為乙醇胺溶液密度。

儲液罐中溶液存儲量可由儲液罐排出二氧化碳溶液體積計算得出，計算公式可表示為：

式中：Vl，t、Vr，t分別為t時段貧液罐、富液罐的溶液體積。假設溶劑存儲和提取過程不同時進行。溶劑存儲靈活運行模式的實現(xiàn)通過使用附錄A 圖A2 所示的溶劑存儲罐，使碳捕集能耗發(fā)生能量轉移。

采用溶劑存儲靈活運行模式存儲的碳捕集電廠在高電力需求期間向電網(wǎng)提供更多電能，儲液罐存儲二氧化碳，減少捕獲量；在低電力需求期間，碳捕集電廠降低發(fā)電負荷，儲液罐排出二氧化碳，增加捕獲量。這樣捕獲系統(tǒng)可以相對獨立于發(fā)電系統(tǒng)運行，實現(xiàn)能量時移，提高發(fā)電效率。

1.3 系統(tǒng)棄風消納分析

風電作為清潔能源，其成本可忽略不計，充分消納可再生能源可以更加經(jīng)濟地實現(xiàn)本文低碳經(jīng)濟目標。然而風電存在反調峰特性，在夜間負荷需求較少時風電出力較多，因此會存在較多棄風。采用靈活運行的碳捕集電廠可以降低火電機組最小出力，在一定程度上緩解這部分棄風消納。但是由于碳捕集電廠也存在最小出力約束，對這部分棄風的消納并不是十分理想，因此本文考慮通過負荷側資源調用來進一步消納棄風。

2 電力、碳市場交易機制

2.1 電交易機制

傳統(tǒng)的由長期雙邊合同確定的固定電價無法體現(xiàn)每日負荷的波動性，本文采用分時電價，根據(jù)預測負荷的波動情況確定峰谷平時段電價［14］。當峰谷時段電價差距較大時，碳捕集電廠采用靈活運行方式可以節(jié)約更多成本。

2.2 電價型需求響應

電價作為影響用戶負荷使用方式的主要因素，當電價上漲時負荷需求呈下降趨勢。需求響應過程是需求側資源根據(jù)價格或激勵等經(jīng)濟因素作用的過程，根據(jù)不同需求響應的特點對需求響應機理進行描述，是實現(xiàn)發(fā)用電一體化調度的基礎。

電價型需求響應基于用戶自愿根據(jù)電價的高低選擇用電方式，可能會由于其他因素產(chǎn)生需求響應波動。在考慮分時電價情況下，可以采用彈性系數(shù)［15］表示電價變化對負荷變化的影響，負荷需求響應率的計算表達式如式（10）所示。

式中：λΔq，t和λΔc，t分別為t時段的負荷需求響應率和電價變化率；ei，j為彈性系數(shù)，其表達式見式（11）。

式中：Pi為需求響應前i時段負荷；ΔPi為需求響應后i時段負荷變化量；μj為需求響應前j時段電價；Δμj為需求響應后j時段電價變化量。當eij≤0 時負荷不發(fā)生轉移，當eij>0 時負荷可以轉移到其他時段。設調度周期為24 h，可將式（10）表示成矩陣形式，如式（12）所示。

2.3 碳交易機制

碳交易機制是一種限額交易碳市場的形式，其中政府在各個行業(yè)分配固定數(shù)量的碳排放許可證，也稱為碳排放信用。由于碳排放量較高而超過其碳排放限額的企業(yè)在碳市場上從碳排放限額過剩的公司購買碳排放限額。這種碳交易機制激勵企業(yè)減少二氧化碳排放，以最大限度地提高其在碳市場的利潤［16］。本文假設碳交易發(fā)生在1 d 結束時且全天的碳價格π保持不變。碳交易成本Fc可以表示為：

式中：λh為碳排放配額系數(shù)；G為火電機組總數(shù)；Pgt為t時段火電機組g的出力。

碳交易成本表示系統(tǒng)的碳排放在碳市場中的收益或支出，當系統(tǒng)碳排放大于碳配額時，超出部分碳量需要購買；當系統(tǒng)碳排放小于等于碳配額時，可向碳市場出售多余碳量。采用碳捕集設備減少碳排放會產(chǎn)生較大的捕獲成本，故需考慮碳捕集設備的高額能耗，本文采用靈活捕獲水平來緩解這些問題。

3 含碳捕集電廠的低碳調度模型

本文低碳調度模型通過對傳統(tǒng)火電廠安裝碳捕集設備來實現(xiàn)減排，電源側由碳捕集電廠、傳統(tǒng)火電廠和風電場提供電能，其中碳捕集電廠提供的電能為碳捕集電廠總輸出電能除去碳捕集設備消耗的電能。負荷側通過需求響應削峰填谷實現(xiàn)負荷轉移。

3.1 目標函數(shù)

為了實現(xiàn)低碳目標，目標函數(shù)中引入碳交易成本Fc。同時考慮碳捕集能耗對機組運行成本的影響，目標函數(shù)表達式如式（14）所示。

式中：fg（·）為火電機組g的煤耗成本函數(shù)；ugt為t時段機組g的啟停計劃，取值為1 表示啟動，取值為0表示停機；Sgt為t時段機組g的開機費用；Fwq為棄風懲罰費用。

火電機組煤耗成本函數(shù)fg（·）為機組出力的二次函數(shù)，其表達式如式（15）所示。

式中：ag、bg、cg為火電機組g的燃料費用系數(shù)。棄風懲罰費用Fwq表達式為：

式中：pwq為棄風量；qf為單位棄風懲罰費用。

3.2 約束條件

火電機組出力約束為：

火電機組爬坡約束為：

式中：Rup和Rdn分別為機組g的上、下爬坡速率。

旋轉備用約束為：

式中：Ru，t、Rd，t分別為t時段系統(tǒng)的上、下旋轉備用。

風電出力不能超過其預測值，風機出力約束為：

式中：pfw，t為t時段風電出力預測值。

需求響應后，負荷需求響應量的期望值E之和為0。電價型需求響應約束為：

式中：ΔPt為t時段負荷需求響應量。

假設每日開始和結束時刻儲液罐中體積相等。碳捕集機組約束為：

3.3 模型求解算法

本文采用改進的二元灰狼算法對所建模型進行求解，該算法為受到灰狼捕食獵物活動啟發(fā)而開發(fā)的一種優(yōu)化搜索方法，其具有較強的收斂性能、參數(shù)少及易實現(xiàn)等特點，己被成功應用于車間調度、參數(shù)優(yōu)化和圖像分類等領域。算法中的狼群由不同種類的狼組成，狼群按照特定的順序分為4 層，以保證狼群的協(xié)調生活和狩獵。灰狼算法優(yōu)化過程包含了灰狼的社會等級分層、跟蹤、包圍和攻擊獵物等步驟，具體分析見文獻［17］。

機組組合問題的求解過程中存在較多的二元變量，使用傳統(tǒng)灰狼算法求解存在易陷入局部最優(yōu)和求解速度較慢的問題。本文為了加強算法跳出局部尋優(yōu)的能力，完善動態(tài)權重策略，引入概率擾動策略［18］。算法流程圖見附錄A 圖A3，文獻［17-18］證明改進的二元灰狼算法可以較好地求解火電機組組合和電力系統(tǒng)低碳經(jīng)濟調度問題。

4 算例分析

4.1 算例參數(shù)設置

本文采用改進的IEEE 30 節(jié)點系統(tǒng)進行仿真，在節(jié)點1、2、13 分別接入250 MW 風電場，其余節(jié)點發(fā)電廠為火電廠，引入碳捕集電廠時，將容量最大的火電廠改造成碳捕集電廠，系統(tǒng)結構見附錄A 圖A4。設調度周期為24 h，火電機組參數(shù)見附錄A 表A1，模型中其余參數(shù)設置見附錄A 表A2。風電場的出力預測值及負荷、電價預測值見附錄A 圖A5。為了充分驗證所提模型在降低系統(tǒng)總成本、減少碳排放方面的優(yōu)越性，本文設置以下4 種模式進行對比分析：模式1，不考慮碳捕集電廠和需求響應；模式2，僅考慮需求響應；模式3，采用固定運行模式的碳捕集電廠；模式4，采用捕獲水平和溶劑存儲靈活運行模式的碳捕集電廠，并考慮電價型需求響應。

4.2 運行成本對比

4種運行模式成本對比情況如表1所示，其中，模式1—4對應的總成本分別為$237545.9、225315.0、203 570.4、176 991.1，棄風量分別為832.79、729.00、773.84、560.31 MW。通過對比4 種運行模式的成本可以得出，模式1 不考慮碳捕集電廠和需求響應，碳排放量為8 379.5 t，碳排放量超過懲罰限值，需要在碳交易市場購買碳額度，并繳納懲罰費用，故模式1總成本最高；模式2僅考慮需求響應，考慮需求響應可以降低火電機組出力，并能大幅減少火電機組啟停，碳排放較不考慮需求響應也小幅下降，對比模式1和模式2 可以發(fā)現(xiàn)，考慮需求響應使棄風量降低了103.79 MW，考慮碳捕集電廠使棄風量降低了58.95 MW，這說明需求響應降低棄風效果更好；模式3 考慮固定運行方式碳捕集電廠后，碳排放較模式1 下降了51.3%，由于考慮碳交易市場，總成本較模式1下降了14.3%；模式4 考慮源荷協(xié)調靈活運行，系統(tǒng)總成本較模式3 下降了13.06%，捕獲能耗成本降低5.37%，火電機組啟停成本在4 種情況中最低，這說明采用靈活運行方式優(yōu)化火電機組運行效果最好，模式4碳排放量較模式3下降392.1 t，棄風量減少了213.53 MW。綜上，采用模式4的運行方式在提高系統(tǒng)經(jīng)濟性和降低碳排放方面具有優(yōu)勢。

表1 4種運行模式成本對比Table 1 Cost comparison among four operation modes

4.3 調度情況分析

圖2 為模式3 和模式4 碳捕集能耗的對比情況。由圖可知，模式3 采用固定運行模式的碳捕集電廠，二氧化碳捕獲情況和機組出力相關，無法擺脫發(fā)電和碳捕集設備出力的限制。模式4 中電廠考慮了捕獲水平和溶劑存儲靈活運行模式，使碳捕集設備出力調節(jié)范圍變得更大，碳捕集設備運行更加靈活。

圖2 模式3、模式4碳捕集能耗對比Fig.2 Comparison of carbon capture energy consumption between Mode 3 and Mode 4

圖3 為模式4 中儲液罐的工作情況。綜合分析圖2、3 可知，在時段1—3，火電機組出力需求較小，此時電價較低，采用捕獲水平和溶劑存儲靈活運行模式的碳捕集電廠將捕獲水平維持在較高值，儲液罐會排出含有二氧化碳的富溶劑，使二氧化碳捕獲量增加。在時段10—12，負荷為高峰時期，火電機組出力需求較高，此時碳捕集電廠降低捕獲水平，儲液罐存儲一部分火電機組發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳在富液罐中，使碳捕集能耗降低。時段13 為負荷低谷時期，此時靈活捕獲使捕獲水平提高并且儲液罐排出富溶劑進一步增加二氧化碳捕獲量。在時段18—21，負荷需求增加，但此時風電出力較大，火電機組無需提供大量電能，儲液罐傾向于增加捕獲力度。綜上，通過靈活捕獲和溶劑存儲相結合的方式可以使碳捕集電廠的碳捕集能耗和發(fā)電能耗實現(xiàn)解耦，并且可以增強碳捕集設備的捕獲能力。

圖3 模式4下儲液罐工作情況Fig.3 Working condition of liquid storage tank under Mode 4

圖4 為靈活捕獲水平變化情況，由圖可知在時段9—14 及時段20、21 電價和捕獲水平均保持在最高狀態(tài)，時段1—4 及時段24 電價和捕獲水平降為最小值。通過觀察圖3、4 可知，捕獲水平靈活運行模式和溶劑存儲靈活運行模式相互配合，在儲液罐排出二氧化碳溶劑時捕集水平保持較高狀態(tài)，儲液罐存儲二氧化碳溶劑時捕獲水平下降，這樣增加了碳捕集設備的靈活運行能力，證明了碳捕集電廠采用靈活捕獲配合溶劑存儲方案的合理性。不同運行模式下火電機組1 凈出力情況見附錄B 圖B1，由圖可知采用碳捕集設備后火電廠的出力下限變得更低（常規(guī)機組為150 MW），這說明夜間風電出力較高時，碳捕集火電廠可以更好地與風電資源配合，滿足負荷需求響應。通過模式2 曲線可以看出需求響應削峰填谷能使火電廠出力更加平穩(wěn)。

圖4 捕獲水平變化示意圖Fig.4 Schematic diagram of capture level change

4.4 需求響應轉移情況分析

考慮需求響應時需求側資源轉移情況如附錄B圖B2 所示，圖中凈負荷為負荷與風電出力差值，通過凈負荷可以更好地對風電受阻情況和火電機組出力進行分析。在時段1—4，負荷需求低，凈負荷出現(xiàn)負值，會使風電消納困難，考慮需求響應后，負荷在凈負荷較低的時段轉入，在凈負荷較高的時段轉出，可以利用更多的風電資源。

4 種模式的棄風情況如附錄B 圖B3 所示。采用固定運行模式的碳捕集電廠可以使機組最小凈出力下降，減少系統(tǒng)棄風。考慮靈活運行模式后，在風電受阻時段儲液罐排出含有二氧化碳的富溶劑增大碳捕集設備出力，可以使碳捕集設備出力增加更多，使更多的風電資源得到利用；考慮需求響應后，在時段1—4 負荷大量轉入，給風電提供更多的上網(wǎng)空間。綜上，碳捕集電廠靈活運行方式并考慮需求響應可以有效緩解夜間棄風過高現(xiàn)象。

本文需求響應轉移率為5%，實際情況中需求響應的轉移率會發(fā)生變化，附錄B 圖B4 分析了需求響應轉移率變化對系統(tǒng)調度結果的影響。由圖可知，隨著需求響應轉移率的增加系統(tǒng)碳排放降低。附錄B 圖B5 分析了轉移率不同時碳捕集電廠凈輸出。由圖可知，當負荷轉移率提高時，碳捕集電廠處于出力峰值時段的情況明顯少于低轉移率時，這是因為通過負荷轉移可以將高峰負荷轉出使碳捕集電廠發(fā)電出力降低，為碳捕集設備運行提供更多的出力空間，這證明了需求響應可以有效提高碳捕集電廠運行能力，降低系統(tǒng)的碳排放量。

4.5 儲液罐容量分析

利用儲液罐可以實現(xiàn)捕獲能量時移，時移量與儲液罐容量相關，采用容量較大的儲液罐時碳捕集能量時移效果更好，但會帶來高額的經(jīng)濟成本。附錄B 圖B6 分析了不同儲液罐容量對系統(tǒng)總成本和碳排放量的影響。由圖可知，當儲液罐容量由3650 m3增加至18250 m3時，系統(tǒng)碳排放量共下降7%，系統(tǒng)總成本下降了3.2%。系統(tǒng)碳排放降低是因為增加儲液罐容量可以增加碳捕集電廠的發(fā)電需求較低時的二氧化碳捕獲量?？偝杀鞠陆凳且驗橄到y(tǒng)減少碳排放帶來的收益高于儲液罐容量增加帶來的成本。當儲液罐容量由18250 m3增加至25500 m3時，系統(tǒng)碳排放量下降了3.6%，系統(tǒng)總成本上升了0.5%。當儲液罐容量超過25 500 m3時，系統(tǒng)碳捕集量已接近飽和，儲液罐容量增加帶來的花費遠高于系統(tǒng)減少碳排放量帶來的收益，因此可以選擇25500 m3作為儲液罐的最佳容量。

4.6 模型普適性驗證

由于風力發(fā)電的不確定性和相關性，有必要考慮不同時刻風電出力分布函數(shù)的差異性。本文運用Copula 函數(shù)建立多風電場時序聯(lián)合出力模型，對模型進行概率抽樣并拼接生成大量初始場景集，采用K-means 聚類算法進行場景縮減生成附錄B 圖B7 所示的風電時序聯(lián)合出力4 個典型場景［19］。然后使用這4 個典型場景分別進行低碳經(jīng)濟調度計算，算例分析結果如附錄B 表B1—B4 所示。通過算例分析可知，不同場景下采用模式4 的運行方式在提高系統(tǒng)經(jīng)濟性和降低碳排放方面均具有優(yōu)勢，證明了本文調度模型具有普適性。

5 結論

本文構建了含2 種運行模式的碳捕集電廠并計及需求響應的電力系統(tǒng)優(yōu)化調度模型，證明了該模型在降低碳排放、減少系統(tǒng)總成本方面的有效性，具體結論如下。

1）考慮靈活運行模式的碳捕集電廠可以使系統(tǒng)總成本較固定運行模式的碳捕集電廠降低了13.06%。碳排放量較采用固定運行模式的碳捕集電廠碳排放量降低了392.1 t。這證明了采用靈活運行模式的碳捕集電廠在保證低碳的同時降低了系統(tǒng)總成本。

2）通過靈活捕獲運行模式可使捕獲水平下降并減少捕獲能耗，通過溶劑存儲可實現(xiàn)捕獲能耗時移，2種模式相互配合可增強碳捕集設備的捕獲能力。

3）通過采用電價型需求響應可以實現(xiàn)削峰填谷，緩解風電消納受阻現(xiàn)象，提高可再生能源利用率。通過負荷轉移使碳捕集電廠在負荷高峰時段減輕發(fā)電壓力，為碳捕集設備留出更多運行空間，從而實現(xiàn)降低系統(tǒng)碳排放。

附錄見本刊網(wǎng)絡版（http：//www.epae.cn）。