王 磊

（國網(wǎng)冀北電力有限公司，北京 100000）

電力工業(yè)是我國重要的能源消耗行業(yè)，電力工業(yè)每年的二氧化碳的排放量占我國二氧化總排放量的1/3以上，電力工業(yè)的發(fā)展面臨著低碳、清潔以及高效的巨大壓力。合理的進行電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運行的優(yōu)化，能夠有效的實現(xiàn)電力工業(yè)安全穩(wěn)定運行的同時，實現(xiàn)高效低排的目標。低碳電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運行的優(yōu)化，應(yīng)該在滿足用電需求的基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)的發(fā)電機組進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)與優(yōu)化，實現(xiàn)電力系統(tǒng)總?cè)剂弦约翱傎M用的降低，從而有效的實現(xiàn)電力工業(yè)的社會效益與經(jīng)濟效益最大化。

一、低碳經(jīng)濟的概念以及對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響

（一）簡析低碳經(jīng)濟的主要觀點

把低污染、低耗能、低排放作為發(fā)展基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式被稱之為低碳經(jīng)濟，低碳經(jīng)濟的本質(zhì)是組建清潔能源框架以及提升能源的有效利用率，低碳經(jīng)濟的主要觀點是通過從制度、發(fā)展、技術(shù)三個方面的根本轉(zhuǎn)變，促使社會主義經(jīng)濟發(fā)展中人為排放的二氧化碳和人體吸收的二氧化碳達到一個平衡狀態(tài)。在應(yīng)用低碳經(jīng)濟模式時，首先需要作為重點分析考量的是碳排放交易與低碳電力技術(shù)，主要是因這兩者是進行電力系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃工作和操作運行優(yōu)化工作的兩個有關(guān)方面。

（二） 低碳經(jīng)濟對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響

引入碳捕集技術(shù)，給電力系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃與操作運行帶來了深遠的影響。引入低碳技術(shù)，雖然能夠科學(xué)、有效的降低碳的排放量，但是這種技術(shù)在一定的程度上導(dǎo)致了電廠的建設(shè)成本的增加，這就對我國的電力系統(tǒng)提出了根據(jù)國家政策與我國電力的實際情況進行減排。另一方面，碳捕集電廠的運行機制以及結(jié)構(gòu)特征具有明顯的靈活性，與一般的火電廠的運行主要特征相比存在著較為明顯的差異化，低碳經(jīng)濟技術(shù)給火電廠創(chuàng)造了全新的運營模式，除此以外，也給我過電力系統(tǒng)事業(yè)提出了更高的要求。

（三） 碳交易機制的研究

通過引入碳交易機制，不僅給我國電力系統(tǒng)運營成本費用的支出帶來了一定的影響，同時也給我國的電力系統(tǒng)在實際的操作中解決碳排放量高低的問題提供了捷徑，當(dāng)電力系統(tǒng)碳排放額過多時，可以銷售多余的系統(tǒng)碳排放額，通過這樣的形式獲取一定的經(jīng)濟利潤，可以減少電力系統(tǒng)的運營成本支出。相反，當(dāng)電力系統(tǒng)中碳排放額較低時，則需要購入缺少的排放額，毫無疑問這就會增加電力系統(tǒng)的運營成本費用支出。因此，在系統(tǒng)的后續(xù)運行和初期規(guī)劃工作中，應(yīng)該根據(jù)實際的碳交易機制進行考慮與規(guī)劃。除此之外，還應(yīng)該在傳統(tǒng)的影響因素考慮電力系統(tǒng)的排放額度，科學(xué)、合理的調(diào)度發(fā)電機組，并通過提高風(fēng)電以及水電等清潔能源有效利用率，從而有效的實現(xiàn)最大限度的減排。

二、低碳經(jīng)濟電力系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與展望

（一）低碳經(jīng)濟下發(fā)電機組優(yōu)化組合以及優(yōu)化啟停

適用于確定各個機組在一個調(diào)度期內(nèi)每個時間段運行的基本狀態(tài)優(yōu)化問題，是系統(tǒng)的發(fā)電機組整合優(yōu)化組合和優(yōu)化啟停的主要特性，同時也是發(fā)電機組整合優(yōu)化的前提條件。常見的機組整合優(yōu)化問題通常是采取將系統(tǒng)運營成本降低至最小作為優(yōu)化的主要目的，與此同時，卻忽視了消耗能源對我國社會可持續(xù)發(fā)展策略的推行所產(chǎn)生的不利因素，在運行低碳經(jīng)濟模式期間，不相同的機組組合，不僅會使電力系統(tǒng)發(fā)電耗能受到影響，同時也會促使碳排放的總額存在一定的差異性；與此同時，由于限制了碳排放額以及碳交易，導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)的碳排放量以及相關(guān)的成本費用都會受到發(fā)電調(diào)度機組組合的嚴重影響，對整個電力系統(tǒng)起著決定性的作用。

（二） 分析低碳經(jīng)濟模式下的發(fā)電機組優(yōu)化調(diào)度模式

在確定了電力系統(tǒng)中參與運營操作的發(fā)電機組的首要條件下，探究系統(tǒng)負荷在發(fā)電機組之間科學(xué)、合理進行分配的問題，從而保障了電力系統(tǒng)獲取最優(yōu)利潤的方法，被稱之為發(fā)電機組的優(yōu)化調(diào)度。通常在滿足機組和系統(tǒng)的每項限制條件下，科學(xué)合理的協(xié)調(diào)每個發(fā)電機組的出力，從而使得系統(tǒng)的燃料成本降到最低，這種形式主要存在于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度中。往往這種傳統(tǒng)的方式都不會注重考慮對環(huán)境保護。伴隨著人們對環(huán)境污染問題的關(guān)注度提升，傳統(tǒng)的系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度模式的缺陷暴露無遺，因此在低碳經(jīng)濟的條件下，二氧化碳也對發(fā)電調(diào)度產(chǎn)生著一定的影響。

（三）低碳經(jīng)濟在未來的發(fā)展規(guī)劃

目前我國正在開展關(guān)于低碳經(jīng)濟模式下電力系統(tǒng)運營優(yōu)化的研究工作，截止目前已經(jīng)取得了一些的研究成果，為后續(xù)深入研究探索奠定了基礎(chǔ)。稍后的研究工作可以從下面的幾個方面著手。例如，深入探索、研究碳捕捉技術(shù)、碳約束技術(shù)、碳交易等多種低碳要素對發(fā)電機組的優(yōu)化運營組合問題的分析，并且在考慮低碳作用以及低碳要素的基礎(chǔ)上建立較為完善的低碳經(jīng)濟下的電力系統(tǒng)機組優(yōu)化方法體系以及組合模型。另一方面碳捕捉技術(shù)則是發(fā)電系統(tǒng)未來低碳經(jīng)濟條件下運行優(yōu)化領(lǐng)域需要重要研究的對象，碳捕捉技術(shù)電廠應(yīng)該更深入的進行研究，進一步的分析以及評估碳捕捉電廠接入后對系統(tǒng)的影響而奠定的理論基礎(chǔ)；從電力系統(tǒng)對清潔能源的接納以及使用角度，開展碳捕捉與風(fēng)能、太陽能、等一些新能源電站的協(xié)調(diào)與運行的研究；從系統(tǒng)減排運行的安全角度開展碳捕捉電廠在電力系統(tǒng)中的整體運行中的方法以及研究。另外還需要低碳經(jīng)濟下電力系統(tǒng)調(diào)度的相關(guān)政策，通過相關(guān)制度去引導(dǎo)電力工業(yè)的低碳化進程。

結(jié)論

我國未來保持經(jīng)濟可持續(xù)化發(fā)展的唯一行之有效的方法就是繼續(xù)推行低碳經(jīng)濟，作為碳排放量最高以及能源消耗最多的電力行業(yè)，對國家總體低碳路線發(fā)展的實行減排至關(guān)重要。本文主要分析了電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運行方面的研究現(xiàn)狀和未來的重點研究方向，希望能為后序相關(guān)低碳經(jīng)濟研究提供思路和方法的借鑒。

[1]魏國輝.DNA 計算機中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究[D].重慶郵電大學(xué)，2009.