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低碳电力调度方式及其决策模型研究摘要：在当前技术条件支持下，电力CO2二氧化碳排放的主要来源在于持续兴建的大规模火力发电厂。在此过程当中所产生的CO2排放有着较为显著的特性，即较小的排放源对应较大的排放量，为确保整个现代经济社会生态环境的可持续发展，践行低碳式的电力调度模式无疑有着极为深远的作用与意义。本文依据这一实际情况，以低碳电力调度为研究对象，从低碳电力调度特性分析以及低碳电力调度决策模型分析这两个方面入手，围绕这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述，并据此论证了低碳电力调度及其决策模型的应用在逐步推动低碳经济发展、智能电网优化，乃至电力行业持续完善的过程中所发挥的重要作用与意义。关键词：低碳电力调度特性决策模型数学描述分析中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：6 电力调度是指以负荷预测为依据，针对包括发电机在内各种电器元件的运行状态、运行方式以及调度控制进行合理监测，在此过程当中制定与之相应的调度计划，其目的在于确保整个系统运行的安全性与可靠性。在低碳环保意识日益强化的现代社会中，除安全性与经济性因素应当重点考虑之外，有关电力系统运行过程当中的CO2二氧化碳排放问题同样是不容忽视的关键所在，这也正是引入低碳调离调度方式及决策模型的重要意义所在。本文试对其做详细分析与说明。一、低碳电力调度特性分析首先，从近零碳排放电源的电力调度特性角度上来说，此过程当中所涉及到的排放电源主要可以包括水电、风电以及核电等再生性电源在内。在此类电源当中，CO2二氧化碳排放的产生基本倾向于零或是较低，一般情况下对此忽略不计。则整个低碳特征函数可表现为：CO2二氧化碳排放量=f（g）=0。其次，从普通化石燃料类电源的电力调度特性角度上来说，此过程当中所涉及到的排放电源主要包括煤炭、天然气以及石油这几种类型，在自化石性能源想电能进行转换的过程当中，化石燃料当中所含有的碳基物质将在O2燃烧过程中形成一定气态属性的CO2。与之相对应的电源CO2二氧化碳排放量计算公式可表示为：CO2二氧化碳排放量=电源在燃烧状态下所消耗燃料量×电源所用燃料的CO2排放因子量。由此可分享该电源电碳特征函数表现为：CO2二氧化碳排放量=f/燃料单位发热值参数×1/电源能量转换效率×电源发电量参数。二、低碳电力调度决策模型分析6 （一）低碳电力调度决策模型基本框架分析：传统意义上的电力调度决策模型将电源出力曲线作为调度决策制定的最核心也是基本型依据，其所获取的调度方案结构基本能够满足对电力系统网络传输以及负荷需求的相关要求。而在电力调度践行低碳趋势的过程当中，整个决策模型框架将呈现出较为显著的变化趋势，这种变化决定了决策模型框架的优化方向，具体而言，应当重点关注如下几个方面的问题：①.首先，决策模型框架结构中的决策变量需要有所扩充：在低碳电力调度背景作用下，包括碳捕集在内的多种低碳技术在与电力调度相融合的过程当中使得待决策状态下的电源品种呈现出了较为显著的增加趋势，同时也需要针对各类型电源的电碳调度特性进行合理考虑，重点将CO2二氧化碳排放量作为可调度资源的一种，将其引入决策模型框架结构当中；②.其次，决策模型框架结构中需要增加必要的目标函数组成项：电力系统CO2二氧化碳排放量经济价值基于碳交易行为、交易价格以及税收政策要素实现其价值，在基于低碳电力调度的决策模型当中同样需要将其作为必要的目标函数组成内容之一；③.再次，决策模型框架结构中需要增加与模型相对应的约束条件：低碳视角下碳减排承诺及减排行为强制性措施的落实需要与决策模型框架中相应的约束条件相制衡。基于以上分析，可以构建有关低碳电力调度决策模型的基本框架结构示意图（见图1），图中虚线部分为低碳模式下的新增内容。图1：低碳电力调度决策模型基本框架结构示意图6 （二）低碳电力调度决策模型数学描述分析：基于以上对低碳视角下电力调度决策模型基本框架结构的分析，数学描述主要应当针对低碳电力调度决策模型所增加内容进行分析。具体而言，应当重点关注如下几个方面的问题。1.低碳电力调度决策模型决策变量数学描述分析：在整个低碳电力调度决策模型的运行过程当中，决策变量主要包括CO2二氧化碳排放量以及发电量这两大类型。相对于零近碳排放电源而言，CO2二氧化碳排放量为恒定值0，而相对于普通类型的化石燃料电源而言，CO2二氧化碳排放量基本呈现出与发电量的相互对应性关系（此过程当中决策变量仅需考虑发电量参数）。特别值得注意的一个方面问题在于：对于低碳电力调度运行模式支持下的碳捕集电厂而言，以上两类指标均需要在决策模型中作为独立的决策变量参与计算。2.低碳电力调度决策模型目标函数数学描述分析：结合发电成本以及碳成本对低碳电力调度决策模型目标函数的影响，考虑以上因素可将目标函数定义为：电源k发电成本×电源k在t时段内的发电量+t时段碳价×电源k在t时段内的CO2排放量。6 3.低碳电力调度决策模型约束条件数学描述分析：基于对约束条件的考量，针对可能对整个低碳电力调度决策模型决策结果产生一定影响的因素进行条件性因素。具体而言应当包括如下几个方面的内容：①.负荷平衡约束条件：负荷平衡约束条件的制定同负荷电联以及电源在某一时段内的发电量参数存在一定关系，其可表示为：电源k在t时段内发电量=t时段内系统负荷电量，该表达式中的t取值范围为1~D时段；②.最大/小处理约束条件分析：一般情况下，对于整个低碳电力调度决策模型而言，电源k最小出力≤电源k在t时段内的发电量≤电源k最大出力，此过程当中的t取值范围为1~D时段，同时k取值范围为1~待决策电源数量；③.水电发电量约束条件：相对于具备一定调节能力的水电厂而言，低碳电力调度运行过程当中还需要考虑决策模型对日总发电量的约束问题，在这一过程当中的表达方式基本可以作如下描述：水电厂在t时段内的发电量≤日总发电量约束；④.碳排放约束：≤决策模型决策周期内的最大运行CO2排放量，三、结束语6 低碳经济的践行及全面推进使得传统意义上的电力调度方式面临着前所未有的发展机遇与挑战，新时期的电力调度方式应当转变为融合低碳经济、低碳目标以及低碳要素为一体的综合性低碳调度方式。基于对低碳电力调度特性的分析，研究与低碳电力调度相适应的决策模型有着重要作用与意义。总而言之，本文针对有关低碳电力调度方式及其决策模型相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。参考文献：[1]陈启鑫.周天睿.康重庆等.节能发电调度的低碳化效益评估模型及其应用.[J].电力系统自动化.2009.33.（16）.24-29.[2]李现忠.蔡兴国.付春梅等.碳交易机制下考虑节能减排的竞价交易模式.[J].电力系统自动化.2011.35.（10）.48-52.[3]黎灿兵.刘玙.曹一家等.低碳发电调度与节能发电调度的一致性评估.[J].中国电机工程学报.2011.31.（31）.94-101.[4]林峰.胡牧.蒋元晨等.电力调度综合数据平台体系结构及相关技术.[J].电力系统自动化.2007.31.（01）.61-64.[5]樊爱宛.常强.鲁书喜等.电力调度系统中ECC有序多重签名算法的应用.[J].电力系统保护与控制.2012.40.（12）.77-82.注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。6