低碳电力调度方式及其决策模型范振亚

范振亚

（国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司内蒙古赤峰024000）

摘要：在电力调度工作中应用低碳因素属于电力调度的一个新发展趋势，在社会新形势下，我国低碳电力调度将会面临新形势及新问题，随着人们对生活环境的关注度逐渐升高，人们也逐渐关注电力调度中碳的排放量。当今属于低碳时代，要保证我国现代化社会实现可持续发展，需要减少二氧化碳气体的排放，同时保证电力供给充足，所以相关人员要注重低碳电力调度中存在的问题。本文就针对低碳电力调度方式及决策模型进行深入探讨。

关键词：低碳；调离调度；决策；模型

低碳的电力调度方式作为电力调度的新趋势，因其清洁度好、能源利用率高、环境污染少而成为现代化电力调度的主要方式，获得国家的鼎力支持。作为重要的能源产业，面临席卷而来的低碳时代，必须要对其自身的外部环境和内部的发展模式上做出改观，在电力调度问题上及时引入低碳化调整，是电力企业积极应对结构调整浪潮的重要表现，电力调度过程提高生产运行过程的能源利用率对推动我国的生产结构转型起着重要的表率作用，电力调度低碳化，引进新能源作为调度的能源，不仅减少了二氧化碳的排放量，还以排放的二氧化碳作为调度的能源，对二氧化碳实现回收循坏在利用，大大提高了能源的利用率，达到二氧化碳的零排放，低碳理念的在电力调度中的应用使得电力调度的决策模型发生了很大的改观，也是现阶段能源结构调整的必然趋势，本次探讨主要在对低碳调度与传统的电力调度的分析对比下，探究低碳调度的主要优势，并根据低碳调度的在电力调度中的引入，来看电力调度的决策模型的改变，对低碳在电力调度中的重要性作进一步分析。

1、低碳电力调度和调度方式

1.1低碳电力调度

该电力调度过程主要有：节能调度、三公调度以及经济调度。其中三公调度的目标就是为了保证公平性，所以在编制具体调度计划时必须坚持发电完成率保持均匀的原创。而经济调度目标就是为了保证经济性，也就是实现发电所获得的经济效益，所以在编制电力调度计划时应该对电力生产以及电力调度成本进行综合考虑。最后，节能调度目标就是为了保证节能性，也就是在电力调度中对清洁电源进行充分的利用，尽量降低环境所受的污染程度。

1.2低碳电力调度方式

1.2.1近零排放电源

近零排放主要指水力发电、核发电和风力发电等具有可再生性的电源。从字面意思理解，二氧化碳等污染物不会在此类电源中排放，或者是排放接近极限最低值。其对应的电碳特征函数如下所示：E=f（g）=0（1）

1.2.2化石燃料电源

化石燃料电源主要指以煤炭、石油与天然气作为资源的发电厂。在这些发电厂生产电能时，资源当中的碳基会通过燃烧生成二氧化碳，并将其直接排放在大气中。化石燃料电源的二氧化碳排放量可运用下列公式进行计算：E=Ff（2）式中，F代表燃料实际消耗量；f代表二氧化碳的排放因子。化石燃料电源的实际发电量计算公式为：g=Fqη（3）式中，q代表化石燃料单位体积发热值；η代表能量的转换效率，即为发电效率。通过对公式（2）和公式（3）的联立，即可得到电源特征函数：E=fq1ηg（4）在式（4）中，基于化石燃料电源的电碳关系能用一一对应的数学函数进行表达。针对不同种类的发电厂，其特性函数会存在一定差别。而从固定发电机组角度讲，其能量转换效率会随着发电水平变化而出现波动。

1.2.3碳捕集电厂

在现有发电设备的前提下，合理融入碳捕集系统。该电厂在运行过程中，可对二氧化碳进行分离，并输送至指定的安全地点，实现污染物质和大气的有效隔绝。对二氧化碳进行捕集需要消耗大量的能量，电厂对外输出功率因此大幅降低。

2、低碳化电力调度的主要特征与优势

与传统的电力调度方式相比，低碳调度在节能性、经济性上优势更为明显。①在调度成本上，低碳电力调度所采用的都是一般能源，主要还是以天然气、煤炭等这类传统电能为主要原料，成本造价低，主要的排放物为二氧化碳。②在电源的生产过程中，低碳调度的方式大幅度减少了二氧化碳的排放量，甚至在做到在排放过程中实现对二氧化碳和其他排放物的回收利用，达到二氧化碳零排放的境界，之所以能对排放物加以回收利用，主要是因为低碳调度所采用的电源是可以回收利用的水电风电与核电等，这些能源都属于可再生能源，排放产生的二氧化碳少。

3、低碳电力调度的决策模型的分析

3.1决策模型框架

对传统电力调度具体决策模型来说，其决策主要内容一般都是通过系统里面的电源出力曲线呈现出来的，调度方案一定要同时符合相关约束条件、网络传输条件以及电源技术特点，同时应该确保总的发电成本处于最小范围里面。可是如果采用的是低碳电力调度方式，就会使得传统调度具体决策模型发生非常大的改变，这些改变主要体现在下列方面：（1）扩充了模型决策变量。如果采用的是低碳电力调度方式，那么就会引入很多低碳技术，比如碳捕集等，从而导致待决策电源种类越来越多，同时还应该对不同电源电碳调度所具有的特点进行综合考虑，并且还能够把二氧化碳当做可调度资源放到决策里面，从而扩充了决策模型里面所含的决策变量充。（2）目标函数组成项越来越多。如果采用的是低碳电力调度方式，那么我们就会把碳税、碳交易以及碳价等政策应用在决策模型里面，提升了二氧化碳排放经济价值，同时也是决策模型里面目标函数非常重要的一部分，进而增加了目标函数具体组成项。（3）增加决策模型相关约束条件。如果采用的是低碳电力调度方式，就会强制性地把减排目标以及碳减排承诺等放到新的决策模型里面，从而导致电力系统调度里面的约束条件更加多，所以电力调度决策一定要协调好电平衡以及碳平衡之间的关系。

3.2决策模型的数学描述

3.2.1明确决策的变量

这里的变量就是指发电量和二氧化碳排放量，发电量和二氧化碳排放量之间有着不可分割的联系，针对不同的情况二者的数量也有着极大的不同。对于化石燃料电源来讲，发电量与二氧化碳排放量之间的关系为正比，即随着发电量的增加，二氧化碳的排放量也随着上升；对于水利发电来讲，其属于近零碳排放的电源，因此其二氧化碳的排放量也非常少。在确定决策变量的过程中，通常用字母K来表示电源，用g来表示发电量，用E来表示二氧化碳排放量。

3.2.2分析目标函数

在低碳电力调度决策模型中，目标函数的建立主要包括发电成本和碳成本两个方面的内容，在当前低碳决策的深入发展下，如何减少二氧化碳的排放量成为当前急需思考的重要问题。在本次研究的目标函数中，二氧化碳的排放量较少，也就是说碳化物成分也较少。低碳电力调度的实现一方面能够更好的完善电力调度模型，另一方面也能推动低碳技术更好的创新。

3.2.3模型约束条件

针对发电厂的二氧化碳排放量问题一直是备受关注的重点，很多发电厂都对该问题缺乏足够的重视，造成生产过程中排放出大量的二氧化碳，对环境造成恶劣的影响。针对该问题，我国政府出台了强制的命令，要求降低二氧化碳的排放量，这样成为了发电厂的约束条件。但是就当前实际情况来讲，要想保障发电量与二氧化碳排放量二者之间的平衡，只凭借政府的管理是远远不够的，电力企业自身必须要加强重视力度，不断优化电力调度方式，创建最优的决策模型。

4、结束语

低碳化电力调度方式的发展与传统电力调度相比较而言，具有明显的优势，兼顾了电力调度的节能效益与经济效益，突破传统电力调度的局限性，获得了长足发展。伴随低碳因素引入到电力调度，电力调度的决策模型也发生了许多的改变，碳的成本、低碳引起的电力调度的约束条件的增多、目标因素的复杂化，这些都导致整个决策模型扩大，做到碳电平衡、严格控制好碳的引入成本，是电碳调度方式高效开展的保证。

参考文献

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