低碳經(jīng)濟下電力系統(tǒng)規(guī)劃相關(guān)問題研究.pdf

1、電力工業(yè)是我國化石能源消耗的主要行業(yè)，其碳排放量占全國總排放量的比重將近40％。在低碳經(jīng)濟環(huán)境下，電力工業(yè)生產(chǎn)所造成的碳排放量將受國家的整體減排政策和減排模式所制約，同時，碳交易機制、低碳技術(shù)的引入，也將給電力工業(yè)的發(fā)展帶來深遠的影響。作為保證電力工業(yè)健康發(fā)展的有效手段，電力系統(tǒng)的規(guī)劃工作需要適應(yīng)當前發(fā)展低碳經(jīng)濟的要求。本文結(jié)合低碳經(jīng)濟模式下出現(xiàn)的新要素，研究電力系統(tǒng)電源與電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)問題，取得了以下成果和結(jié)論：
　　（1）分析

2、低碳電力技術(shù)、碳交易機制和超額碳排放經(jīng)濟性懲罰機制等低碳要素的影響并進行數(shù)學建模。同時，重點分析了碳捕集電廠的能流特點和運行特性，推導碳捕集電廠的“T-R”（Total generation output of CCP–Running consumption of carbon captute system）和“N-R”（Net generation output of CCP–Running consumption of carbon

3、 captute system）運行約束區(qū)間，明確碳捕集電廠的主要運行約束。
　?。?）針對不同負荷時段電力需求的特點和碳捕集電廠的發(fā)電—捕碳協(xié)調(diào)特性，基于滿足系統(tǒng)負荷需求并最大化捕碳效益的原則，提出碳捕集電廠的分時段發(fā)電出力模型和詳細運行優(yōu)化方法；建立了低碳經(jīng)濟下考慮碳捕集電廠的電力系統(tǒng)運行優(yōu)化模型，將發(fā)電系統(tǒng)碳排放費用引入目標函數(shù)，能夠全面地評估低碳經(jīng)濟下電力系統(tǒng)的運行優(yōu)化問題。以3機6母線系統(tǒng)和IEEE-118節(jié)點的54機系

4、統(tǒng)為例，對該模型和方法的有效性進行驗證。
　?。?）針對碳捕集電廠的捕碳出力同時具有碳減排和快速旋轉(zhuǎn)備用的雙重功能，將碳捕集電廠的捕碳出力作為一種新型的備用源考慮進電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)化問題中，建立低碳經(jīng)濟下的電力系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)化模型。模型以綜合費用最低為目標函數(shù)，包括了提供旋轉(zhuǎn)備用的運行成本、系統(tǒng)的電量不足損失費用以及碳排放費用，能夠全面地評估低碳經(jīng)濟下電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用需求。針對IEEE-RTS-96測試系統(tǒng)進行旋轉(zhuǎn)備用的優(yōu)化

5、研究，并對模型的主要參數(shù)（包括碳交易價格、碳排放限額、失負荷的單位經(jīng)濟價值VOLL等）以及碳捕集電廠的引入作了影響分析。
　?。?）結(jié)合國家社會經(jīng)濟和工業(yè)化發(fā)展階段與整體碳排放的關(guān)系，提出了考慮國家發(fā)展規(guī)劃期內(nèi)總額度約束的“四區(qū)間”碳排放軌跡模型，并在此基礎(chǔ)上建立了低碳經(jīng)濟下基于碳排放軌跡約束的電力系統(tǒng)電源規(guī)劃模型。該模型在電力工業(yè)總體排放軌跡約束的框架下考慮規(guī)劃期內(nèi)逐年的碳排放約束，將發(fā)電系統(tǒng)運行的碳排放和碳捕集電廠的規(guī)劃問題作

6、為研究的重點，將碳排放量帶來的經(jīng)濟成本和碳捕集電廠的建設(shè)成本計入目標函數(shù)。針對中國某省級電力系統(tǒng)，分析不同碳減排模式下系統(tǒng)電源規(guī)劃的結(jié)果及其影響，并對碳交易價格、碳捕集系統(tǒng)投資成本進行敏感性分析，驗證模型的適應(yīng)性和實用性。
　　（5）結(jié)合電網(wǎng)對系統(tǒng)碳排放及新能源利用的影響，分析了由輸電容量不足導致發(fā)電系統(tǒng)棄風/棄水的產(chǎn)生機理及其模糊化計算方法；并提出一種低碳經(jīng)濟環(huán)境下考慮最大化利用清潔電源的輸電網(wǎng)過負荷調(diào)整策略。在此基礎(chǔ)上，將輸電