摘要:目前,电力行业在我国发展十分迅速,全球气候变暖的原因主要是近代以来人们大量焚烧化石燃料,如石油等,而造成二氧化碳等温室气体排放量超标。电力企业的电力生产也是二氧化碳等温室气体的一大来源,为了实现生态可持续发展,电力企业急需对电力系统进行规划。文章分析了低碳目标的核心内容,并对在时代背景下电力系统应如何规划与创新运营模式提出了几点见解。
关键词:低碳;电力系统;规划;运行模式;决策方法
引言
人类社会在不断发展前进的同时,也对环境造成了严重破坏。尤其是全球变暖问题,严重影响着人类的生存与发展。致使全球变暖的主要原因是二氧化碳排除量的严重超标,所以在进行经济发展的时候需要对排碳量进行控制,减少温室气体的排放。在电力企业发展中,要实现低碳目标,就需要对电力系统进行长远规划,这样才能保证运营的持续性。电力系统的规划一般是指针对电网、电力负荷和电源等进行规划、预测,最终对电力系统配置做出一个合理、科学的规划。电力系统运营是指根据电力系统规划,在保证供电需求运行稳定的同时使系统各项成本支出最小化。
1必要性
随着社会用电量的增加,电力系统控制和管理面临着全新的挑战与要求。能源互联网属于全新的技术,可有效传导信息流和能量流,为各个电力单位实时提供共享资源。在信息系统技术上,能源互联网可实现信息的双向传导,逐步组建一个高效的电力系统网络平台,确保各项资源的有效共享和应用。当前环境下,社会用电需求具备明显的随机性,导致电力系统供需不均衡,难以保障电力系统的稳定运行。通过应用能源互联网可逐步细化各个群体、环节内的用电需求,在用电需求基础上制定针对性的供电计划,从源头消除各类安全隐患,确保供需之间的均衡。此外,新能源电力系统还可促使电力系统供电的协调性和规划性,促使电力系统朝着科学化方向发展。
2低碳背景下电力系统运营模式与决策方法的确立策略
2.1发电机组的调度优化策略
电力系统要想能获得最大的经济效益,需要首先考虑的是电力系统能否在传统的机组之间进行科学合理的分配。对于经济调度方面来说,传统的电力系统是需要达到一些基本要求的,不仅要满足电力系统的各种限制条件,也需要使发电机组的各项约束条件达标。在以上的限制与约束达标后,才可以科学合理地安排各个发电机组。为了达到较高的经济效益,我们要尽量降低燃料的成本。但是成本降低面临的主要问题是不好的燃料是否会对环境造成危害。社会对坏境问题的关注度已经今非昔比了,如果再应用传统的经济调度方式很容易出现各种漏洞,所以这也是电力系统排放出的污染物对电力系统经济调度方面的影响因素之一。
2.2技术与经济相结合
在低碳电源电网协调规划中,需全面考虑技术方面的可行性和经济方面的收益性:技术方面,从上游发电到下游输电、用电,统筹考虑、系统性规划,实现电源侧低碳电源与常规电源的协调规划、电源与电网的协调规划;经济性方面,综合考虑外部环境政策,明确投资成本和收益,将节能与环保效益转化为未来的经济收益,在保证各利益主体合理收益的同时,确保电力系统整体收益最佳,保证低碳电源电网背景下能源供应的可持续发展。
2.3低碳目标下发电机组的优化调度
对发电机组进行优化调度需要在已经确定发电机组的情况来进行,主要是对电力系统符合在机组间的合理分配问题进行了分析,它能够让电力系统获得最大的经济效益。
传统电力系统的经济调度是在满足发电机组和电力系统各类约束条件的基础上,对各个在运发电机组的出力进行合理的安排,让系统的燃料成本最低,但是却没有对环境问题进行考虑。在人们对环境问题越来越重视的情况下,传统的经济调度方式存在的问题表现得越来越明显,所以就产生了考虑各种污染物排放影响的电力系统环境经济调度。在低碳目标下,二氧化碳的排放量也会影响发电调度。
2.4协调规划技术
在互联网背景下,广域能源资源协调规划技术属于其中的关键技术,可保障电力系统的稳定运行。广域能源资源协调规划技术内的地理信息系统,能够绘制区域内的地图,收集各项数据并集中处理,充分凸显出大数据的时代特征。广域能源资源协调规划技术可在区域能源地图上深入分析其中的各项数据,从各个方面入手,直观展现区域情况。在此基础上,管理人员能够精准掌握区域内的人口数量、能源分布情况等信息,正确认知能源分布情况、节能情况、能源消耗情况等,进而依据实际情况,基于资源设施制定最佳的建设计划,合理、科学配置各项能源资源,避免新能源供应不足。广域能源资源协调规划技术可实时采集大数据,在此基础上建立仿真模型,制定最佳的电力系统协调分布方案。
2.5含碳捕集电厂优化策略
由于碳捕集与封存装置(CarbonCap-tureandStorage,简称CCS,)的运行机制是非常复杂的,所以在实际的生产应用中存在着一定的应用局限性。有些地区由于设备条件不充足,实际规划充满了重重的阻力,开展应用过程较为缓慢。而碳捕集电厂的运行机制就比较多样了,不仅如此,此系统还有负荷跟踪和旋转备用两个功能。例如,我们可以在任意一个机组间安装碳捕集装置,那么此机组将会分配额外的功率用于补碳。由于补集系统存在着基本能耗,其净出力也会相应地下降,相邻两个机组间的出力会相应地增加,满足系统的功率平衡的目的。配置碳补集系统后,补碳效益将会增加,系统综合运行费用将会下降。由此可得,碳补集电厂的建立能够在提高经济效益的同时,也收获不少的环保效益。
2.6含可再生能源的发电容量优化投资
首先,明确电源侧规划中所需考虑的主要因素。电源侧包括低碳电源和常规电源,相应地,电源侧规划需要通盘考虑低碳电源和常规电源的协调性。在低碳电源规划方面,受外部环境影响,规划过程中需充分考虑政府部门碳排放指标约束、低碳能源的可开采性、可利用性、能源储量等因素,同时,鉴于低碳能源发电的成本较高,能否获得相关政策的支持,以及政策支持力度(如投资补贴)的大小都将是低碳电源发展所需考虑的因素。在常规电源规划方面,选择就近建设坑口电厂进行远距离输电,还是靠近负荷中心建设电厂,需考虑能源分布和储量、交通运输的便利性,以及地区碳排放标准,同时,作为当前乃至未来一段时期内的主电源,常规电源的发展规模及发展速度还应与宏观经济的发展相一致。然后,优化发电容量投资。考虑到抽水蓄能机组、火电机组等为风电机组备用,对可再生能源机组并网出力的支撑作用,不仅需要考虑可再生能源和常规电源的协调投资,未来也需要进一步研究各类发电技术的协同规划,尤其是具有间歇性和波动性特征的可再生能源并网支撑技术与可再生能源、常规发电技术的协调。也就是说,在低碳电源与常规电源的协调规划方面,电源选址、两者的容量协调,及系统中可提供的备用容量等问题均需考虑进低碳电源与常规电源的规划中,这里的规划主体仍是发电投资商。
结语
坚持发展低碳经济是实现我国可持续发展的必然要求,而电力行业是我国基础能源消耗率较高和碳排放量较高的行业。因此,只有在低碳目标下对电力系统规划和运行模式进行有效构建,才能真正实现电力行业的可持续发展。
参考文献
[1]娄素华,卢斯煜,吴耀武.低碳电力系统规划与运行优化研究综述[J].电网技术,2013(6):1483-1490.
[2]刘祥光,姜云.低碳电力系统规划与运行优化研究[J].科学与财富,2015(36):270.