低碳經濟下電力系統(tǒng)規(guī)劃相關問題研究.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％。在低碳經濟環(huán)境下，電力工業(yè)生產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)劃工作需要適應當前發(fā)展低碳經濟的要求。本文結合低碳經濟模式下出現(xiàn)的新要素，研究電力系統(tǒng)電源與電網規(guī)劃的相關問題，取得了以下成果和結論：
　?。?）分析

2、低碳電力技術、碳交易機制和超額碳排放經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)的旋轉備用優(yōu)化問題中，建立低碳經濟下的電力系統(tǒng)旋轉備用優(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濟下電力系統(tǒng)的旋轉備用需求。針對IEEE-RTS-96測試系統(tǒng)進行旋轉備用的優(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、失負荷的單位經濟價值VOLL等）以及碳捕集電廠的引入作了影響分析。
　　（4）結合國家社會經濟和工業(yè)化發(fā)展階段與整體碳排放的關系，提出了考慮國家發(fā)展規(guī)劃期內總額度約束的“四區(qū)間”碳排放軌跡模型，并在此基礎上建立了低碳經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濟成本和碳捕集電廠的建設成本計入目標函數(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，驗證模型的適應性和實用性。
　　（5）結合電網對系統(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/棄水的產生機理及其模糊化計算方法；并提出一種低碳經濟環(huán)境下考慮最大化利用清潔電源的輸電網過負荷調整策略。在此基礎上，將輸電