低碳电力系统规划与运行优化展望

王 磊

（国网冀北电力有限公司，北京 100000）

电力工业是我国重要的能源消耗行业，电力工业每年的二氧化碳的排放量占我国二氧化总排放量的1/3以上，电力工业的发展面临着低碳、清洁以及高效的巨大压力。合理的进行电力系统的规划与运行的优化，能够有效的实现电力工业安全稳定运行的同时，实现高效低排的目标。低碳电力系统的规划与运行的优化，应该在满足用电需求的基础上，对电力系统的发电机组进行适当的调节与优化，实现电力系统总燃料以及总费用的降低，从而有效的实现电力工业的社会效益与经济效益最大化。

一、低碳经济的概念以及对电力系统产生的影响

（一）简析低碳经济的主要观点

把低污染、低耗能、低排放作为发展基础的经济模式被称之为低碳经济，低碳经济的本质是组建清洁能源框架以及提升能源的有效利用率，低碳经济的主要观点是通过从制度、发展、技术三个方面的根本转变，促使社会主义经济发展中人为排放的二氧化碳和人体吸收的二氧化碳达到一个平衡状态。在应用低碳经济模式时，首先需要作为重点分析考量的是碳排放交易与低碳电力技术，主要是因这两者是进行电力系统设计规划工作和操作运行优化工作的两个有关方面。

（二） 低碳经济对电力系统所产生的影响

引入碳捕集技术，给电力系统的设计规划与操作运行带来了深远的影响。引入低碳技术，虽然能够科学、有效的降低碳的排放量，但是这种技术在一定的程度上导致了电厂的建设成本的增加，这就对我国的电力系统提出了根据国家政策与我国电力的实际情况进行减排。另一方面，碳捕集电厂的运行机制以及结构特征具有明显的灵活性，与一般的火电厂的运行主要特征相比存在着较为明显的差异化，低碳经济技术给火电厂创造了全新的运营模式，除此以外，也给我过电力系统事业提出了更高的要求。

（三） 碳交易机制的研究

通过引入碳交易机制，不仅给我国电力系统运营成本费用的支出带来了一定的影响，同时也给我国的电力系统在实际的操作中解决碳排放量高低的问题提供了捷径，当电力系统碳排放额过多时，可以销售多余的系统碳排放额，通过这样的形式获取一定的经济利润，可以减少电力系统的运营成本支出。相反，当电力系统中碳排放额较低时，则需要购入缺少的排放额，毫无疑问这就会增加电力系统的运营成本费用支出。因此，在系统的后续运行和初期规划工作中，应该根据实际的碳交易机制进行考虑与规划。除此之外，还应该在传统的影响因素考虑电力系统的排放额度，科学、合理的调度发电机组，并通过提高风电以及水电等清洁能源有效利用率，从而有效的实现最大限度的减排。

二、低碳经济电力系统的研究现状与展望

（一）低碳经济下发电机组优化组合以及优化启停

适用于确定各个机组在一个调度期内每个时间段运行的基本状态优化问题，是系统的发电机组整合优化组合和优化启停的主要特性，同时也是发电机组整合优化的前提条件。常见的机组整合优化问题通常是采取将系统运营成本降低至最小作为优化的主要目的，与此同时，却忽视了消耗能源对我国社会可持续发展策略的推行所产生的不利因素，在运行低碳经济模式期间，不相同的机组组合，不仅会使电力系统发电耗能受到影响，同时也会促使碳排放的总额存在一定的差异性；与此同时，由于限制了碳排放额以及碳交易，导致发电系统的碳排放量以及相关的成本费用都会受到发电调度机组组合的严重影响，对整个电力系统起着决定性的作用。

（二） 分析低碳经济模式下的发电机组优化调度模式

在确定了电力系统中参与运营操作的发电机组的首要条件下，探究系统负荷在发电机组之间科学、合理进行分配的问题，从而保障了电力系统获取最优利润的方法，被称之为发电机组的优化调度。通常在满足机组和系统的每项限制条件下，科学合理的协调每个发电机组的出力，从而使得系统的燃料成本降到最低，这种形式主要存在于传统的电力系统经济调度中。往往这种传统的方式都不会注重考虑对环境保护。伴随着人们对环境污染问题的关注度提升，传统的系统经济调度模式的缺陷暴露无遗，因此在低碳经济的条件下，二氧化碳也对发电调度产生着一定的影响。

（三）低碳经济在未来的发展规划

目前我国正在开展关于低碳经济模式下电力系统运营优化的研究工作，截止目前已经取得了一些的研究成果，为后续深入研究探索奠定了基础。稍后的研究工作可以从下面的几个方面着手。例如，深入探索、研究碳捕捉技术、碳约束技术、碳交易等多种低碳要素对发电机组的优化运营组合问题的分析，并且在考虑低碳作用以及低碳要素的基础上建立较为完善的低碳经济下的电力系统机组优化方法体系以及组合模型。另一方面碳捕捉技术则是发电系统未来低碳经济条件下运行优化领域需要重要研究的对象，碳捕捉技术电厂应该更深入的进行研究，进一步的分析以及评估碳捕捉电厂接入后对系统的影响而奠定的理论基础；从电力系统对清洁能源的接纳以及使用角度，开展碳捕捉与风能、太阳能、等一些新能源电站的协调与运行的研究；从系统减排运行的安全角度开展碳捕捉电厂在电力系统中的整体运行中的方法以及研究。另外还需要低碳经济下电力系统调度的相关政策，通过相关制度去引导电力工业的低碳化进程。

结论

我国未来保持经济可持续化发展的唯一行之有效的方法就是继续推行低碳经济，作为碳排放量最高以及能源消耗最多的电力行业，对国家总体低碳路线发展的实行减排至关重要。本文主要分析了电力系统的规划与运行方面的研究现状和未来的重点研究方向，希望能为后序相关低碳经济研究提供思路和方法的借鉴。

[1]魏国辉.DNA 计算机中数据结构的研究[D].重庆邮电大学，2009.