低碳电力系统规划与运行优化路径

【摘要】电力系统大力发展低碳模式，不仅仅关系到运营成本的问题，还涉及到为数众多的火电厂碳排放对环境等不可再生资源的直接影响。本文就结合相关情况对低碳电力系统的规划与运行优化路径进行简析。

【关键词】低碳电力系统；规划；环境资源

1 低碳电力系统

发展低碳电力系统，不仅能够在一定程度上提升电力系统的实际工作效率，而且还能最大程度的降低运营成本，尤为重要的是因为碳排放相对减少了，对于外部环境资源的影响明显降低了，使得电力系统能够长期处于一个稳健且可持续发展的状态之中。

2 低碳电力系统的规划

就目前的实际情况来看，涉及低碳电力系统的规划主要包括了对低碳电源与低碳电网的两个主要环节。从低碳电源的角度上来说，是与前期的负荷预测有直接关系的，如果在整个电网投入实际运营之后再进行改造，无论是从成本支出的角度上，还是从机组工作效力与效率的角度上来说都不是十分的经济，因此相关的措施基本上都是基于前期的论证与规划开展的，受到外部主观因素的影响较大，能够实际拓展的空间的确有限。但是从低碳电网的角度上来说，可以整合与规划的资源就相对较多了。

首先说电网的建设与投资规划中，完全可以基于输电线路的实际运行状况进行综合分析。目前输电线路的实际损耗过高，是导致输电成本激增的一个重要环节，能够采用新技术对输电线路的运行进行改造，最大程度的降低输电损耗的实际支出，就已经为电网的低碳运行打下了一个坚实的基础。另外，由于不同输电线路中网架结构明显的存在较大差异，网际之间存在的融合性电损也是造成输电线路实际损耗过大的一个重要因素。在降低同规格电网单位额度损耗的前提下，能够实现网际之间的融合性，提升有效输电的支撑作用，是实现低碳电网运行的突破口。

3低碳电力系统的运行优化

需要强调的一点是，个别观点认为低碳运行的电力系统其本质应该从立项初期就定位在新兴能源结构上，这其实是对低碳电力系统运行的一种误读，因为相比较风能、太阳能这些新兴能源需要对客观环境存在一定限制而言，火电电力系统对于地理位置几乎没有什么过多的要求，火电的存在对于缓解区域范围内的电力紧张，对于降低远距离或者超远距离输电过程中出现的电力损耗也是一种补充，其实这在一定的意义上就已经显示胡了低碳的效力来了。

对于那些已经实际投入运行的火力电厂而言，要想实现低碳电力系统的运行优化，在经过科学的论证之后，可以从发电机组的运行角度来实现性能的整体优化。首先，要确定发电机组的低碳运行模目标。发电机组的实际运行情况，直接关系到火力发电厂的成本支出，只有将发电机组低碳运行作为工作目标，这样才能有效的做到节约成本。

其次，要对发电机组的实际运行进行优化调度。这是法典机组实现运行优化，确保电力系统实现低碳目标的关键。因为预设的发电任务规划是既定的，涉及到输电网络的有效载荷问题，因此在常规情况下来说，发电机组的实际运行优化方案并不涉及到发电机组的实际输出总电量。主要是把参与实际工作的若干个不同机组，按照其最优化输出功率的比例，来分配系统有效负荷。从电力行业投资效率看，我国近十多年来呈明显下降趋势。

如1995年，每新增一千瓦时发电量需投入资金约1．3元，2000年至2007年稳定在1．5元左右，2012年、2013年却分别上升为2．8和2元。电网2011年投资为2003年的3．5倍，但新增变电容量仅为2003年的2倍，新增输电线路长度仅为2003年的1．3倍。从单位GDP电耗和能耗看，我国分别为870千瓦时/万元和0．7吨标煤/万元，是世界平均水平的2．1倍和2倍，远高于美、日、欧等发达国家，也大幅高于印度、巴西等发展中国家。以30万kV的火电机组为例，在峰值阶段，可能需要四台机组同时运行才能满足实际需求，但是在谷值阶段，不仅输电网承受不了超高的电力输出，而且实际需求也根本达不到额定的负荷标准，尤为重要的是这种情况下再强调满负荷运转已经相对的提升了发电成本。

因此，在谷值的时候，可以考虑根据实际情况让其中2台机组正常运转，如果谷值周期较长的情况下，甚至可以考虑对其它两台机组进行停机检修，当下一个谷值来临的时候，就可以轮换着使用检修完毕的两台机组。这样一方面让机组处于最优化的工作环境中，一方面让机器设备实现了周期性的检修，最主要的一方面是采用这种科学的规划方式，不仅降低了发电的单位成本，而且直接减少了碳排放。无论从哪个角度上来说都是实现了低碳电网的实际运行。

最后，要对发电机组的碳排放进行科学规划。在传统的发电机组碳排放过程中，虽然也采取了一些环保措施，但是这些措施基本上都是本着降低硫化物角度考虑的，至于碳排放量的层面涉及的较少。自从国家相关部门对发电厂的碳排放采取了量化制约的措施志愿后，发电机组的碳排放已经进入了一个“刚性制约”的时期。利用计算机模拟系统，对不同阶段发电机组的实际运行效果统一展开测算，从而计算出总体的碳排放量，根据最新的技术革新手段，对部分碳排放进行二次回收和利用，能够在一定程度上提升其实际利用率，也能够最大程度上降低碳排放对环境造成的污染。

在这个过程将建立一种预警制约机制，对于碳排放的总量和实时数据都进行有效监控，如果实时数据一旦发生较大的波动，首先要对碳回收渠道进行巡检，然后再开展对机组的设备检测。这样一方面提高了机组的实际运行效率，又减少了发电的实际成本支出，尤为重要的是真正的实现了低碳运行模式。

4 低碳电力系统的展望

低碳电力系统作为“低碳经济”的一个重要组成部分，无论是在未来的经济发展中，还是在未来的能源输出过程中，都明显的占据了很重要的比重。下阶段，首先要解决从外部立法到内部制度上对低碳电力系统运行的重视，采用内外结合的形式将低碳电力系统的运行纳入到电厂的日常管理重点工作内容中，不仅要求管理层树立低碳运行的指导思想，更需要让从业人员在日常工作中保持高度的敏感度，以确保相关的设备能够完全符合低碳运行的相关要求与路径。其次要解决低碳经济下的电力机组进一步优化措施，广泛的吸收和借鉴新技术，让机组的实际运行进一步降低对能源消耗的依赖，尤其是对煤炭等资源的实际消耗。最后要政府不仅要从行政监督上对电厂的实际运行予以督促，而且也要在宏观上为电厂的低碳运行提供一些倾斜性政策，以便于电厂能够在一个相对较为宽松的政策环境中对相关的设备进行改造。

5 结语

习近平总书记提出“中国正在全面深化改革，发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥政府作用，努力建设开放型经济新体制。”电力系统的低碳规划与运行，也应该完全接受市场的检验，特别是在市场对资源配置进行重组的过程中，政府起到的是引导作用，而电厂，尤其是火力发电厂在其中起到的是落实作用。只有不断的在改革中发展，将低碳电力系统的运行长期保持在稳健及可持续的状态下，那么才真正的符合社会主义市场经济的实际需求。

参考文献:

［1］邓晶，周任军，郑思，任俞霖．计及低碳效益的分布式发电优化配置［J］．电力系统及其自动化学报，2012(04)．

［2］康重庆，季震，陈启鑫．碳捕集电厂灵活运行方法评述与展望［J］．电力系统自动化，2012(06)．

［3］田廓，邱柳青，曾鸣．基于动态碳排放价格的电网规划模型［J］．中国电机工程学报，2012(04).

作者：申潇雨     单位：广东红海湾发电有限公司