郝娜娜
国网新疆电力有限公司喀什供电公司 新疆 喀什 844000
摘要：电能是人类社会得以向前发展的重要能源之一，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。
关键词：低碳背景；电力系统规划；运营模式；决策方法
引言
电源规划的意义是以规划期内的电能总负荷量为基础，在电力系统工作可靠的基础上，找寻出一种最为科学合理的低碳电源扩展手段。传统的电源规划方式考虑的方面是较少的，没有考虑低碳目标，而是过分偏重于评判电源的性价比与可靠性是否达标、规划期的总费用等等。在新的时代背景下，再次进行电力系统的低碳电源规划时就需要考虑多种因素，尤其是低碳因素，以实现可持续发展的目标。在新的目标下，低碳电源会越来越受社会重视。
1考虑风光多维时空相关性的电源规划方法
在当前能源匮乏和环境污染加剧的背景下,大规模风电、光伏纳入电源规划将是大势所趋。随着风电、光伏的快速发展,其固有的不确定性和波动性给电力系统的调峰问题以及中长期的电源规划问题带来巨大挑战。
1.1 Copula函数的优选
Copula函数类型的选定以及参数的求取是Copula相关性建模的关键步骤。本研究选取待选Copula联合分布函数与经验分布函数的欧氏距离dGU作为Copula函数的评价指标。其中Copula函数参数的求取采用极大似然估计法?欧氏距离是经验Copula函数与理论Copula函数的距离差。它的作用是对各类Copula函数进行拟合度校验。继而选取最优的Copula函数。
1.2风电功率边缘分布
风电功率边缘分布的求取方法有参数法和非参数法两种?考虑到风速和风功率之间并非完全线性关系。若采用参数法模拟风速概率分布后难以确定风电功率所服从的概率分布。所以采用非参数法来求取风电功率的边缘分布?非参数法基于经验分布和核密度估计。将风电功率的经验分布函数作为总体分布的近似。
2发电机组的组合优化策略
对于发电机组的组合方式来说，在低碳背景下的电力系统进行发电消耗的能源数量也是不同的。由于消耗的能源量不同，产生的二氧化碳含量也就产生了差异。国家限制了碳排放额度与碳交易量的数值，从经济的角度来说，机组的组合情况不同会产生碳排放量上的差异，所以其能带来的经济效益也是有差异的。机组的组合方式对于碳减排是有着极其重要的影响的。例如对于生物质能发电的机组配置，总平面可以由传统的零散式布置优化设计转变为集约化紧凑布置。这样的排列方式，可以为机组安全稳定可靠运行提供结构基础。
3可利用比例评估
基于我国电网运行特点及安全运行情况，用户侧资源利用主要涵盖电力平衡、调峰平衡与事故支撑三类场景。
在电力平衡场景下，用户侧资源通过削峰需求响应，改善夏季高温天气或冬季极寒天气等其他用电高峰期负荷水平，减轻电网供需形势和重载情况；在调峰平衡场景下，通过填谷需求响应缓解低谷负荷期间火电机组调峰压力，促进清洁能源消纳；在事故支撑场景下，则通过精准实时切负荷对突发情况作紧急容量响应，保障电网安全稳定运行。因此，针对每一类用户侧资源应分别评估其削峰需求响应、填谷需求响应与精准实时切负荷潜力。采用可利用比例刻画不同类型资源用电需求在参与利用期间可增加或削减的程度，表示为相对于自身容量规模的比例。可利用比例的评估方法包括专家判断法、基准对照法与用户调查法等。针对不同类型用户侧资源，应依据实际利用情况、设备物理特性与运行约束等条件选择评估方法。对于具备利用实例的资源类型，可采用基准对照法参考国内其他区域的可利用比例研究成果；对于其他资源类型，可通过理论分析法确定可利用比例。可利用规模计算基于各类用户侧资源削峰需求响应、填谷需求响应与精准实时切负荷的可利用比例，在资源规模已知的前提下，可获得各类型用户侧资源在电力平衡、调峰平衡与事故支撑场景下的可利用规模。
4考虑断面约束的多能源电力系统时序性生产模拟
电力系统随机生产模拟可计及电力负荷的随机波动和机组随机停运，模拟电力系统实际运行中的发电调度过程，计算各发电机组的发电量，分析系统发电成本并评估系统可靠性水平，是长期运行成本分析、运行规划以及可靠性评估的重要工具。传统的电力系统随机生产模拟方法，如半不变量法和等效电量函数法等，在传统机组中得到了广泛应用。对于含可再生能源电力系统的生产模拟问题，当前研究主要有负值负荷模型和多状态机组模型这2种模型。负值负荷模型应用优先消纳新能源的调度策略，认为新能源可被全部消纳，为表示模拟过程中新能源的时序状态变化，采用时序净负荷曲线修正传统的等效电量生产模拟方法，将新能源出力作为负的负荷从原始负荷曲线中减去。将负荷与新能源出力按照时序关系对应叠加等效为净负荷。将风电场预测出力从初始时序负荷曲线中分离，得到考虑风电场出力影响的净负荷曲线，并利用其构造初始电量函数曲线和负荷频率曲线，依次安排发电机组运行并进行卷积运算，对常规机组造成的开停机影响以及和运行有关的动态费用进行有效评估。负值负荷模型对新能源出力预测的准确性有着极高的要求，准确度偏差会严重影响计算结果，并且无法计算弃风、弃光数据指标。基于多状态机组的处理方法，建立光伏的多状态计算模型，并结合该模型和风电等效多状态模型分析处理光伏和风电2种间歇式能源同时并入电力系统后的随机生产模拟情况。结合光伏出力特性和聚类理论建立光伏出力多状态随机预测模型，并计入光伏系统自身故障的影响，基于等效电量函数法分时段对含有光伏的电力系统进行随机生产模拟。在此基础上，选择一天为一个时段，各时段采用不同的多状态模型，将多状态模型加入随机生产模拟，采用等效电量函数法进行计算，得到发电量、可靠性及经济性等指标。多状态机组模型根据历史出力统计得到风光出力概率分布，该方法默认在模拟期间新能源出力都服从同一分布，因此不能很好地表征风光的时序性特点。综上所述，负值负荷模型计及各时刻的新能源出力，能精确地反映系统的时序特性，但默认系统消纳全部新能源，这使得新能源消纳量较实际值偏高；多状态机组模型计及新能源机组的随机停运率，对新能源机组进行多状态划分，能准确地反映系统新能源消纳量，但不能反映系统的时序特性。
5结语
总之，要想实现生态的可持续发展，就必须要坚持发展低碳经济在电力企业中的应用，电力行业又是基础能源消耗大户，其在工业生产中排放的二氧化碳含量是巨大的。电力系统的运行模式以及规划方案只有要经过有效的改善，才可以实现电力行业可持续发展的目标。
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