基于低碳目標的電力系統(tǒng)規(guī)劃與運營模式構建

陳 娟 程 波

（湖北咸寧供電公司，湖北 咸寧 437000）

人類社會在不斷發(fā)展前進的同時，也對環(huán)境造成了嚴重破壞。尤其是全球變暖問題，嚴重影響著人類的生存與發(fā)展。致使全球變暖的主要原因是二氧化碳排除量的嚴重超標，所以在進行經(jīng)濟發(fā)展的時候需要對排碳量進行控制，減少溫室氣體的排放。在電力企業(yè)發(fā)展中，要實現(xiàn)低碳目標，就需要對電力系統(tǒng)進行長遠規(guī)劃，這樣才能保證運營的持續(xù)性。電力系統(tǒng)的規(guī)劃一般是指針對電網(wǎng)、電力負荷和電源等進行規(guī)劃、預測，最終對電力系統(tǒng)配置做出一個合理、科學的規(guī)劃。電力系統(tǒng)運營是指根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，在保證供電需求運行穩(wěn)定的同時使系統(tǒng)各項成本支出最小化。

一、低碳目標下的相關理論分析

（一）低碳經(jīng)濟的概念分析

低碳經(jīng)濟一般是指在現(xiàn)階段的經(jīng)濟發(fā)展模式中實現(xiàn)低碳排放，使得各項發(fā)展對環(huán)境產(chǎn)生的污染降到最低。所以，要實現(xiàn)低碳經(jīng)濟，就需要對能源進行研究，有效提高能源使用率，并創(chuàng)造無污染能源。在這就需要人們轉變觀念，進行技術創(chuàng)新，最終使環(huán)境中的碳能夠保持在平衡狀態(tài)，就是人類排放的碳能夠與吸收的碳保持一致。在電力系統(tǒng)規(guī)劃與運行下，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟，就需要做好低碳電力技術和低碳排放交易兩方面。

（二）低碳電力技術

低碳技術通常指的是在碳捕獲、可再生能源、煤炭利用等領域中研發(fā)出可以有效控制溫室氣體排放的先進技術。低碳電力技術通常涵蓋了清潔發(fā)電技術、煤氣化發(fā)電技術、循環(huán)發(fā)電技術等。

（三）碳排放交易機制

碳排放機制一般包含了清潔發(fā)展機制、排放機制、排放貿(mào)易制度等。這些碳排放教育機制可以在不同對象或者領域以不同方式實現(xiàn)碳排放的交易、獲取和轉讓等。故而，在低碳目標下，各個工業(yè)部門應該要對碳排放的額度進行嚴格控制，如果二氧化碳的排放超出額度，就需要繳納相應的罰金。

二、低碳目標下的電力系統(tǒng)規(guī)劃分析

（一）低碳電源的規(guī)劃

電源規(guī)劃就是依據(jù)規(guī)劃期內(nèi)的負荷預測要求，在滿足可靠性前提下，尋找最理想的電源擴展方案。傳統(tǒng)電源規(guī)劃方式是用規(guī)劃期的總費用作為目標，主要是從可靠性和經(jīng)濟性等方面來對各個電源擴展方案的好壞進行評價，但是對低碳卻沒有考慮。低碳目標下，電力系統(tǒng)的電源擴展規(guī)劃需要對低碳經(jīng)濟的相關要素進行重點考慮。在低碳目標下，低碳電源會更受人們重視。

（二）低碳電網(wǎng)的規(guī)劃

電網(wǎng)規(guī)劃就是在電源規(guī)范和負荷預測的前提下對輸電線路的投建方案進行確定。低碳目標下對電力研究的重點主要就是在發(fā)電側和用電側方面，在輸電環(huán)節(jié)研究較少。讓電力實現(xiàn)低碳發(fā)展的過程中輸電環(huán)節(jié)也具有重要意義。所以在低碳目標下，在電力系統(tǒng)的規(guī)劃階段需要對不同網(wǎng)架結構的低碳效益進行重點考慮，主要包括如何降低網(wǎng)損，有效提高電網(wǎng)對清潔隨機性電源的接納能力及電網(wǎng)對電力系統(tǒng)低碳化的支撐作用。

（三）低碳電源電源的協(xié)調(diào)規(guī)劃

電源和電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分，兩者之間有著非常直接的聯(lián)系。電力系統(tǒng)中的電源布局和容量的設置將會對規(guī)劃的輸電線路情況產(chǎn)生影響。而電力系統(tǒng)中現(xiàn)階段的電網(wǎng)結構也會對電源裝機的布局產(chǎn)生影響。在低碳目標下，電源和電網(wǎng)的規(guī)劃應該要協(xié)調(diào)，這樣才能有效實現(xiàn)低碳目標。

三、低碳目標下的電力系統(tǒng)的運營模式構建

（一）低碳目標下發(fā)電機組的優(yōu)化組合和優(yōu)化啟停

發(fā)電機組的優(yōu)化組合和優(yōu)化啟停主要的作用是對各個機組在某一個調(diào)度周期內(nèi)各個時段上的運行狀態(tài)的優(yōu)化問題進行確認，它是優(yōu)化和調(diào)度機組的基礎。在低碳目標下，如果機組的組合狀態(tài)不一樣，在對系統(tǒng)發(fā)電能耗產(chǎn)生影響時，也會讓碳排放的總量不同；而且因為碳交易和碳排放額度的限制，機組的組合情況會對系統(tǒng)發(fā)電的碳排放量以及相關的費用產(chǎn)生非常嚴重的影響，它會對電力系統(tǒng)的碳減排效果造成最直接的影響。

（二）低碳目標下發(fā)電機組的優(yōu)化調(diào)度

對發(fā)電機組進行優(yōu)化調(diào)度需要在已經(jīng)確定發(fā)電機組的情況來進行，主要是對電力系統(tǒng)符合在機組間的合理分配問題進行了分析，它能夠讓電力系統(tǒng)獲得最大的經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度是在滿足發(fā)電機組和電力系統(tǒng)各類約束條件的基礎上，對各個在運發(fā)電機組的出力進行合理的安排，讓系統(tǒng)的燃料成本最低，但是卻沒有對環(huán)境問題進行考慮。在人們對環(huán)境問題越來越重視的情況下，傳統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度方式存在的問題表現(xiàn)得越來越明顯，所以就產(chǎn)生了考慮各種污染物排放影響的電力系統(tǒng)環(huán)境經(jīng)濟調(diào)度。在低碳目標下，二氧化碳的排放量也會影響發(fā)電調(diào)度。

（三）含碳捕集電廠的系統(tǒng)運營優(yōu)化

由于CCS裝置能源消耗率比較大，此外，它和火電廠的發(fā)電循環(huán)有著直接的聯(lián)系，因此，它的運行機制非常復雜。碳捕集電廠的運行機制非常靈活，如果再將它的旋轉備用能力和負荷跟蹤能力提高的話，就能夠讓電力系統(tǒng)的運行安全性和可靠性提高。如果在引入碳捕集電廠后就可能會對電系統(tǒng)帶來各個方面的影響。此外，碳捕集電廠和風電等新能源協(xié)調(diào)運行的能力也很強，從理論上分析，碳捕集電廠可以提升清潔能源的利用效率，優(yōu)化電力系統(tǒng)的能源結構。

結束

堅持發(fā)展低碳經(jīng)濟是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的必然要求，而電力行業(yè)是我國基礎能源消耗率較高和碳排放量較高的行業(yè)。因此，只有在低碳目標下對電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行模式進行有效構建，才能真正實現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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