低碳电力系统规划与运行优化研究

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【摘 要】随着我国经济社会的不断发展，人们环保意识的逐步增强，进而对清洁无污染的电能需求越来越高，从而促使电力系统需要实现由一次能源逐步向二次能源过度。特别是低碳经济理念的提出，给电力行业的电力系统建设带来了诸多挑战。电力系统低碳化是为了有效应对全球变暖，进而促进我国经济社会又好又快发展的关键所在。但是如何规划设计低碳电力系统，进而运行优化其建设，是社会各界所广泛关注的一个问题，也是当前电力行业节能减排的重要举措。

【关键词】低碳；电力系统规划；运行优化

0.引言

电力行业是我国能源消耗较多的一个行业，其所排放的二氧化碳占据了我国二氧化碳总排放量的三分之一以上。随着社会环保意识的不断增加，低碳经济理念的提出，进而使电力行业面临转型升级的重大难题。合理、科学地规划与运行优化低碳电力系统，能够在保障电力系统高效运行的同时，实现节能减排的基本目标。规划与运行优化低碳电力系统，首先需要在满足用户基本用电需求的基础上，合理地对电力系统各个组成部分进行适当的调节及优化，进而降低电力系统运行所消耗的总燃料及总费用，进而实现电力行业经济效益与社会效益的和谐统一。

1.低碳经济理念及对电力系统建设的影响

1.1低碳经济理念的内容

低碳经济主要是指将低耗能、低污染及低排放作为经济发展基础的新型发展模式，低碳经济理念的基本要求是能够构建相应的清洁能源框架，进而有效提升对能源的利用率。基于低碳经济理念的影响下，社会各行各业需要从技术、制度及发展这三个方面出发，有效保证在社会主义市场经济的发展过程中，人为排放的二氧化碳跟人体所吸收的二氧化碳能够达到一个合理的平衡状态[1]。运行低碳经济发展模式，需要对低碳电力技术及碳排放交易进行重点分析与考量，低碳电力系统建设的主要工作就集中在规划与运行优化上面。

1.2低碳经济对电力系统建设的影响

电力系统建设在引入碳捕集技术以后，对其的规划设计与运行优化带来了巨大的影响。虽然引入低碳技术能够科学有效地降低电力系统运行中所排放的二氧化碳量，但这种技术也在一定程度上增加了电力行业的建设成本。因此，我国政府需要根据电力系统发展运行的实际情况及国家政策来制定相应的节能减排目标[2]。除此之外，碳捕集技术运用到电力系统建设中，可以保证电力系统的运行及结构组成更具灵活性，与一般火力发电厂相比，具有明显的差异性，低碳经济技术给火力发电厂开创了全新的发展模式。但与此同时，也给我国的电力系统建设提出了更高的要求。

1.3碳交易机制的提出

引入碳交易机制，不仅能够影响电力系统运营成本费用的支出，还为我国电力系统在实际运行发展中有效解决碳排放量过高或过低问题时提供了捷径。当电力系统的碳排放量过多时，电力企业可以销售出多余的系统碳排放额，进而获得一定的经济利润，进而有效减少相应的成本支出。与此相反的是，但电力系统的碳排放额较低时，则需要相对购进所缺少的排放额，这也会增加电力系统的运营成本[3]。所以，在规划与运行优化低碳电力系统时，需要根据自身发展的实际情况来考虑碳排放额，进而合理、科学地调度发电机组，同时通过提高水电、风电等一些清洁能源的利用率来实现电力系统最大限度的减排目标。

2.规划与运行优化低碳电力系统

2.1优化组合及优化启停发电机组

优化各个机组在一个调度期内每个时间段运行的基本状态，是电力系统发电机组优化整合及优化启停的主要特性，也是促进发电机组优化整合的重要前提。发电机组的主要目的是为了将电力系统的运营成本降至最低或最小，但与此同时，也忽视了能源消耗对我国经济社会可持续发展的影响。 在电力系统具体运行低碳经济模式期间，不同机组之间组合在一起，不仅会影响到电力系统发电所需的耗能量，还会导致碳排放总额存在一定的差异性。除此之外，由于限制了碳排放额及碳交易，进而使得发电机组组合会严重影响到发电系统的碳排放量及一些相关成本费用，从而对整个电力系统的运行发展产生决定性的作用。

2.2优化调度发电机组模式

优化调度是发电机组在电力系统中确定参与了运营操作的前提下，同时探究系统内部负荷量与发电机组之间合理科学分配的问题，进而保障电力系统能够获取到最佳利润的方法。一般在满足了机组与系统的每项限制条件的情况下，需要合理协调每个发电机组的具体出力情况，同时将系统的燃料成本降到最低，这种形式主要存在于以往的电力系统经济调度之中，但这种传统的运行模式没有考虑到有关环境保护的问题。随着人们环保意识的不断增加，科学可持续发展理论的提出，进而使得传统电力系统的经济调度模式的弊端显露无疑。所以，基于低碳经济理念的社会环境之下，二氧化碳也会对电力系统的发电机组调度产生一定的影响。

2.3低碳电力系统的未来发展规划

当前我国的电力行业正致力于研究低碳经济模式下，电力系统的具体规划建设与运行优化的工作。到目前为止，我国已经取得了相应的研究成果，同时为后续的研究奠定了坚实的基础。未来对低碳经济技术运用到电力系统之中的研究应该从以下几方面入手，像探索研究碳捕捉技术、碳交易、碳约束技术等多种低碳要素对电力系统发电机组优化组合运营问题的探析，同时还要考虑在低碳作用及低碳要素的基础上建立完善的低碳电力系统发电机组优化方法体系及相对的组合模型。除此之外，碳捕捉技术是未来低碳经济环境下，发电系统在运行优化过程中急需重点关注并研究的对象。电力行业的专业人员需要从节能减排方向上来开展对碳捕捉电厂的建设研究，同时还需要了解低碳经济环境下有关电力系统建设发展的相关政策，进而有效加快电力系统低碳化建设的步伐。

3.结语

我国电力系统未来的发展趋势就是继续建设低碳运行模式，电力行业作为我国碳排放量与能源消耗量最高的行业，需要有效贯彻落实其节能减排目标。所以，规划与运行优化电力系统，能够有效减少我国的能源消耗量，同时降低二氧化碳的实际排放量，从而达到科学可持续发展的最终目标。

参考文献

[1]娄素华，卢斯煜，吴耀武，尹项根.低碳电力系统规划与运行优化研究综述[J].电网技术，2013，06：1483-1490.

[2]田廓.我国低碳电力系统发展战略目标及实施路径研究[J].陕西电力，2012，10：6-9.

[3]王磊.低碳电力系统规划与运行优化展望[J].中国新技术新产品，2015，20：7.

作者简介：

姜云（1987―），女，汉族，江苏南京人，本科生，助工，江苏龙图兆润工程设计有限公司职员；

刘祥光（1989―），男，汉族，江苏南京人，本科，助工，江苏龙图兆润工程设计有限公司。