低碳电力调度方式及其决策模型研究

李光辉

（国网冀北电力有限公司文安县供电分公司，河北廊坊065800）

低碳电力调度方式及其决策模型研究

李光辉

（国网冀北电力有限公司文安县供电分公司，河北廊坊065800）

分析了低碳电力调度的背景和内涵，探究了低碳电力调度方式的特点，研究了决策模型，为现代低碳电力调度提供借鉴经验，促使低碳经济的健康发展。

低碳电力调度；方式；决策模型

引言

随着高科技的快速发展，我国逐渐由火力发电转变为可再生能源发电，但火力发电仍是电量的主要来源，同时也是电力CO2的主要排放来源。火力发电排出的CO2达到一定程度会进一步加剧全球变暖的趋势，这种发电方式与我国经济提倡的“可持续发展理念”相违背，要想发展绿色经济，就要采取有效的应对措施，在满足市场电力需求的同时，兼顾环境效益与经济效益，实现碳平衡。火力发电厂低碳电力的调度方式主要是利用原调度方式中的节能性、经济性、公平性等特点，分析CO2的排放特点，健全、完善电力调度过程，能够实现电力调度中安全因素和经济因素的双重保障，随着现代社会群众低碳意识的形成、发展，还要建立合适的决策模型，研究合理科学的排放方案，降低电力调度成本，实现低碳经济的迅速发展。

1 低碳电力调度的背景和内涵剖析

1.1 低碳电力调度的背景

中国电力调度经历了“三公调度”、“经济调度”、“节能调度”的变化，其演变方式可以看出已将绿色低碳经济作为现阶段的经济目标。目前，主要是以“节能调度”为主，“三公调度”与“经济调度”辅助实施。“节能调度”主要以“节能性”为目的，通过优化调度可再生电源，将火力发电的化石能源按照能耗量以及CO2、SO2等污染物的顺序进行排列，依次由低到高，在能源的使用上，最大限度地降低高能耗、高污染资源，减少CO2、SO2的排放。但在电力调度中，要综合运用三种调度方式，互相进行补充[1]。

1.2 低碳电力调度的内涵

与传统电力调度相比较，低碳电力调度的关注重点有所改变，逐渐由传统的电能关注转为电能以及电力排放关注。低碳经济就是要解决电力排放问题，尽可能选择排放量较少的电力能源。

在现代低碳经济研究中，“碳交易以及碳价”的引入提高了发电的经济价值，同时也赋予CO2排放新的经济价值，简单来说，CO2排放逐渐成为新型可调度资源，能够在现代的低碳电力调度中发挥一定的作用。在低碳电力调度的背景下，要想实现低碳经济的发展，就必须要兼顾电能生产与电力CO2排放，实现“电、碳平衡”。

随着现代低碳电力技术的发展，各种可再生能源逐渐被应用在电力生产中，有效扩充了电力生产的电源品种，在相关电力技术的使用上，通过对电源品种减排潜力的研究、开发，能够有效减少CO2排放，提高电力调度的水平；同时“碳成本”改变各类电源的发电成本，“碳约束”改变电力调度的决策空间，关注CO2减排目标则增加电力调度决策的难度与复杂度[2]。

2 低碳电力调度方式的特点分析

在低碳电力调度生产中，CO2的排放量较少，就性质而言可视为近零碳排放电源!而它的前提是需要满足CO2不排或少排这一条件，低碳电力调度中会用到一些可再生能源，如风电、水电等属于排放发电方式，以下为近零碳的排放电源函数式：

在该函数式的电能生产中，E代表排放总量，g代表电源发电量，f（g）则表示发电量的函数关系。

由于低碳电力调度发电中的CO2排放趋近于零，因此这一结果就可以用来表示普通化石燃料类电源。普通化石燃料类电源就是指煤炭等资源。该类发电厂用煤炭资源来完成运作，该发电厂在运作的过程中还排出大量的二氧化碳，不仅发电效率变化较为剧烈，能量转换的波动也较为剧烈，并且这些二氧化碳直接排放到空气中，用公式表达为：E=fF.

3 决策模型研究

3.1 数学描述

决策模型的制定上，首要确定CO2排放量和火电发电量。普通的化石燃料发电中，CO2排放量和火电发电量是相互联系的；在低碳或者是近零碳的能源发电中，CO2排放量为零。要分析电能相关的函数关系，就要将一段时间（决策时间）作为研究对象，分析目标函数：

式中，Ck代表电源，K的实际发电成本，πE,T代表时间t内碳的价格，TD表示决策时间内的实际数量，NU表示带决策电源数量。

3.2 约束条件

在约束条件的使用上，要重视6方面的约束，分别是负荷平衡约束、最大最小出力约束、爬坡速率约束、水电发电量约束、碳排放约束以及碳捕集电厂的运行约束，每种约束条件都有相对应的函数式子，提出约束条件的主要目的是简化决策模型，能够进行求解，判断发电能源的发电成本、能源排放物CO2等之间的关系[3]。

3.3 算例分析

构建决策模型主要是为了更好地反映低碳电力调度方式的优点，将其与传统电力调度方式进行比较，观察比较不同调度方式的差异。研究发现，低碳电力调度方式中，使用较为先进的技术，可以在发电过程中降低发电后CO2排放量，通过决策模型将CO2的相关影响因素引入和约束条件的使用，能促使电力调度获得更好的效果。针对决策模型的约束条件不健全的情况，可以在决策模型中引入强制性的减排目标，扩展约束条件，提高低碳决策模型的完整性。

4 结语

为了适应现代经济发展要求，我国在经济发展中，要兼顾社会效益与环境效益，本文对现代低碳电力调度方式进行分析，了解基本特点，通过决策模型的建设，提出了推进电力调度科学发展的对策。在电力改革的大背景下，电力要想实现发展，就要加强对低碳经济的认识与了解，通过合理、科学的手段将低碳经济引进电力调度中来，优化决策模型，推进我国低碳经济的健康发展。

[1]王征.低碳电力调度方式及其决策模型探微[J].科学与财富,2015 (9):182-183.

[2]苏光辉.低碳电力调度方式及其决策模型[J].广东科技,2014(22): 60-61.

[3]胡维,雷汉樟.浅谈低碳电力调度方式及其决策模型[J].低碳世界, 2015(33):58-59.

（编辑：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

李光辉（1980—），男，河北廊坊人，本科，毕业于燕山大学，工程师，研究方向：电网调度自动化及保护系统，智能电网及配网自动化。