低碳電力調(diào)度方式及其決策模型研究

1、低碳電力調(diào)度方式及其決策模型研究摘要：在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，電力c02二氧化碳排放的 主要來源在于持續(xù)興建的大規(guī)?；鹆Πl(fā)電廠。在此過程當(dāng)中 所產(chǎn)生的c02排放有著較為顯著的特性，即較小的排放源對 應(yīng)較大的排放量，為確保整個現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會生態(tài)環(huán)境的可持 續(xù)發(fā)展，踐行低碳式的電力調(diào)度模式無疑有著極為深遠(yuǎn)的作 用與意義。本文依據(jù)這一實(shí)際情況，以低碳電力調(diào)度為研究 對象，從低碳電力調(diào)度特性分析以及低碳電力調(diào)度決策模型 分析這兩個方面入手，圍繞這一中心問題展開了較為詳細(xì)的 分析與闡述，并據(jù)此論證了低碳電力調(diào)度及其決策模型的應(yīng) 用在逐步推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展、智能電網(wǎng)優(yōu)化，乃至電力行業(yè) 持續(xù)完善的過程中所發(fā)揮的重

2、要作用與意義。關(guān)鍵詞：低碳電力調(diào)度特性決策模型數(shù)學(xué)描述分析 中圖分類號：f407.61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號： 電力調(diào)度是指以負(fù)荷預(yù)測為依據(jù)，針對包括發(fā)電機(jī)在內(nèi) 各種電器元件的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行方式以及調(diào)度控制進(jìn)行合理 監(jiān)測，在此過程當(dāng)中制定與之相應(yīng)的調(diào)度計劃，其目的在于 確保整個系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。在低碳環(huán)保意識日益 強(qiáng)化的現(xiàn)代社會中，除安全性與經(jīng)濟(jì)性因素應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮之 外，有關(guān)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中的c02二氧化碳排放問題同 樣是不容忽視的關(guān)鍵所在，這也正是引入低碳調(diào)離調(diào)度方式 及決策模型的重要意義所在。本文試對其做詳細(xì)分析與說 明。一、低碳電力調(diào)度特性分析首先，從近零碳排放電源的電力調(diào)度

3、特性角度上來說， 此過程當(dāng)中所涉及到的排放電源主要可以包括水電、風(fēng)電以 及核電等再生性電源在內(nèi)。在此類電源當(dāng)中，c02二氧化碳 排放的產(chǎn)生基本傾向于零或是較低，一般情況下對此忽略不 計。則整個低碳特征函數(shù)可表現(xiàn)為：c02二氧化碳排放量才(g)=0o其次，從普通化石燃料類電源的電力調(diào)度特性角度上來 說，此過程當(dāng)中所涉及到的排放電源主要包括煤炭、天然氣 以及石油這幾種類型，在自化石性能源想電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過 程當(dāng)中，化石燃料當(dāng)中所含有的碳基物質(zhì)將在02燃燒過程 中形成一定氣態(tài)屬性的c02。與之相對應(yīng)的電源c02二氧化 碳排放量計算公式可表示為：c02二氧化碳排放量二電源在燃 燒狀態(tài)下所消耗燃料量x電

4、源所用燃料的c02排放因子量。 由此可分享該電源電碳特征函數(shù)表現(xiàn)為：c02二氧化碳排放 量二f/燃料單位發(fā)熱值參數(shù)xi/電源能量轉(zhuǎn)換效率x電源發(fā) 電量參數(shù)。二、低碳電力調(diào)度決策模型分析(一)低碳電力調(diào)度決策模型基本框架分析：傳統(tǒng)意義 上的電力調(diào)度決策模型將電源出力曲線作為調(diào)度決策制定 的最核心也是基本型依據(jù)，其所獲取的調(diào)度方案結(jié)構(gòu)基本能 夠滿足對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸以及負(fù)荷需求的相關(guān)要求。而在 電力調(diào)度踐行低碳趨勢的過程當(dāng)中，整個決策模型框架將呈 現(xiàn)出較為顯著的變化趨勢，這種變化決定了決策模型框架的 優(yōu)化方向，具體而言，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注如下幾個方面的問題： 首先，決策模型框架結(jié)構(gòu)中的決策變量需要有所擴(kuò)

5、充： 在低碳電力調(diào)度背景作用下，包括碳捕集在內(nèi)的多種低碳技 術(shù)在與電力調(diào)度相融合的過程當(dāng)中使得待決策狀態(tài)下的電 源品種呈現(xiàn)出了較為顯著的增加趨勢，同時也需要針對各類 型電源的電碳調(diào)度特性進(jìn)行合理考慮，重點(diǎn)將c02二氧化碳 排放量作為可調(diào)度資源的一種，將其引入決策模型框架結(jié)構(gòu) 當(dāng)中；其次，決策模型框架結(jié)構(gòu)中需要增加必要的目標(biāo) 函數(shù)組成項(xiàng)：電力系統(tǒng)c02二氧化碳排放量經(jīng)濟(jì)價值基于碳 交易行為、交易價格以及稅收政策要素實(shí)現(xiàn)其價值，在基于 低碳電力調(diào)度的決策模型當(dāng)中同樣需要將其作為必要的目 標(biāo)函數(shù)組成內(nèi)容之一；.再次，決策模型框架結(jié)構(gòu)中需要 增加與模型相對應(yīng)的約束條件：低碳視角下碳減排承諾及減 排行為

6、強(qiáng)制性措施的落實(shí)需要與決策模型框架中相應(yīng)的約 束條件相制衡?；谝陨戏治?，可以構(gòu)建有關(guān)低碳電力調(diào)度 決策模型的基本框架結(jié)構(gòu)示意圖（見圖1）,圖中虛線部分為 低碳模式下的新增內(nèi)容。圖1：低碳電力調(diào)度決策模型基本框架結(jié)構(gòu)示意圖（二）低碳電力調(diào)度決策模型數(shù)學(xué)描述分析：基于以上 對低碳視角下電力調(diào)度決策模型基本框架結(jié)構(gòu)的分析，數(shù)學(xué) 描述主要應(yīng)當(dāng)針對低碳電力調(diào)度決策模型所增加內(nèi)容進(jìn)行 分析。具體而言，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注如下幾個方面的問題。1低碳電力調(diào)度決策模型決策變量數(shù)學(xué)描述分析：在整 個低碳電力調(diào)度決策模型的運(yùn)行過程當(dāng)中，決策變量主要包 括c02二氧化碳排放量以及發(fā)電量這兩大類型。相對于零近 碳排放電源而言

7、，c02二氧化碳排放量為恒定值0,而相對 于普通類型的化石燃料電源而言，c02二氧化碳排放量基本 呈現(xiàn)出與發(fā)電量的相互對應(yīng)性關(guān)系（此過程當(dāng)中決策變量僅 需考慮發(fā)電量參數(shù)）。特別值得注意的一個方面問題在于： 對于低碳電力調(diào)度運(yùn)行模式支持下的碳捕集電廠而言，以上 兩類指標(biāo)均需要在決策模型中作為獨(dú)立的決策變量參與計 算。2.低碳電力調(diào)度決策模型目標(biāo)函數(shù)數(shù)學(xué)描述分析：結(jié)合 發(fā)電成本以及碳成本對低碳電力調(diào)度決策模型目標(biāo)函數(shù)的 影響，考慮以上因素可將目標(biāo)函數(shù)定義為：電源k發(fā)電成本 x電源k在t時段內(nèi)的發(fā)電量+t時段碳價x電源k在t時段 內(nèi)的co2排放量。3低碳電力調(diào)度決策模型約束條件數(shù)學(xué)描述分析：基于 對

8、約束條件的考量，針對可能對整個低碳電力調(diào)度決策模型 決策結(jié)果產(chǎn)生一定影響的因素進(jìn)行條件性因素。具體而言應(yīng) 當(dāng)包括如下幾個方面的內(nèi)容：負(fù)荷平衡約束條件：負(fù)荷 平衡約束條件的制定同負(fù)荷電聯(lián)以及電源在某一時段內(nèi)的 發(fā)電量參數(shù)存在一定關(guān)系，其可表示為：電源k在t時段內(nèi) 發(fā)電量丸時段內(nèi)系統(tǒng)負(fù)荷電量，該表達(dá)式中的t取值范圍為 廣d時段；.最大/小處理約束條件分析：一般情況下，對 于整個低碳電力調(diào)度決策模型而言，電源k最小出力w電源 k在t時段內(nèi)的發(fā)電量w電源k最大出力，此過程當(dāng)中的t 取值范圍為廣d時段，同時k取值范圍為廣待決策電源數(shù)量; 水電發(fā)電量約束條件：相對于具備一定調(diào)節(jié)能力的水電 廠而言，低碳電力

9、調(diào)度運(yùn)行過程當(dāng)中還需要考慮決策模型對 日總發(fā)電量的約束問題，在這一過程當(dāng)中的表達(dá)方式基本可 以作如下描述：水電廠在t時段內(nèi)的發(fā)電量w日總發(fā)電量約 束；碳排放約束：w決策模型決策周期內(nèi)的最大運(yùn)行c02 排放量，三、結(jié)束語低碳經(jīng)濟(jì)的踐行及全面推進(jìn)使得傳統(tǒng)意義上的電力調(diào) 度方式面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，新時期的電力調(diào) 度方式應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿诤系吞冀?jīng)濟(jì)、低碳目標(biāo)以及低碳要素為 一體的綜合性低碳調(diào)度方式?；趯Φ吞茧娏φ{(diào)度特性的分 析，研究與低碳電力調(diào)度相適應(yīng)的決策模型有著重要作用與 意義。總而言之，本文針對有關(guān)低碳電力調(diào)度方式及其決策 模型相關(guān)問題做出了簡要分析與說明，希望能夠?yàn)榻窈笙嚓P(guān) 研究與實(shí)踐工作的開展提供一定的參考與幫助。參考文獻(xiàn)：1 陳啟鑫周天睿康重慶等節(jié)能發(fā)電調(diào)度的低碳化 效益評估模型及其應(yīng)用.j.電力系統(tǒng)自動化.2009. 33.(16) .24-29.2 李現(xiàn)忠.蔡興國.付春梅等.碳交易機(jī)制下考慮節(jié)能 減排的競價交易模式.j.電力系統(tǒng)自動化.2011.35.(10) .48-52.3 黎燦兵劉宵曹一家等低碳發(fā)電調(diào)度與節(jié)能發(fā)電 調(diào)度的一致性評估.j.中國電機(jī)工程學(xué)報.2011.31.(31) .94-10