电力碳排放计量技术现状及展望

电力行业是我国碳排放的重点领域,也是实现“双碳”目标的主要“责任人”。精准的电力碳排放计量是评估各地区、各行业、各企业的碳排放量,制定合理可行的碳达峰、碳中和实施路径的基础。文中对电力碳交易、碳排放计量现状进行分析,总结发电侧、电网侧及用户侧碳排放计量的技术现状。针对电力碳排放计量技术在电力低碳调度、低碳需求侧响应等工作中的应用现状,提出优化碳排放计量技术的关键性问题和未来发展方向,为电力行业碳排放计量的进一步研究提供参考和借鉴。     

考虑碳排放目标的配电网源网荷储优化调度探究

随着电力碳交易市场落地实践,以县级为单位的配网范围碳排放配额和现货价格将成为配电网调度运行不可忽略的因素,配网侧源、网、荷、储可调度资源逐步丰富。首先在现货市场环境下对配网侧“源、网、荷、储”进行电力经济建模,同时对各类电源进行碳排放效益建模,考虑碳市场和配网范围碳配额影响,建立购电效益和碳排放效益多目标优化调度模型,采用模式搜索算法进行优化求解,并实际数据对IEEE 33节点系统进行算例分析,证明模型和算法的有效性,深入探究了“源、荷、储”规模比例、碳排放价格、核证自愿减排量价格以及碳配额对调度运行的影响。     

考虑碳排放权的低碳电力调度及收益分摊

低碳化已经成为当前电力发展的重要目标,而利益格局的剧烈调整是影响低碳转型的最大阻力之一。文中对低碳电力调度的公平性问题进行了研究,建立了考虑碳排放权约束的低碳调度模型。在论证机组碳排放求偿权的基础上,应用加总分配方法,解决了碳排放权的初始分配公平性的争议。对机组碳排放权的合作博弈机制进行了研究,并且对合作减排和非合作减排下的机组运行情况进行了对比,建立了基于Shapley值的碳排放权收益分摊模型。研究表明通过合作减排机制,可以更好地优化系统运行,平衡各方利益,减少低碳调度转型阻力。研究还发现,如果减排目标过于激进,将造成发电成本剧烈上升,甚至需要减负荷运行。最后,结合算例表明了所述模型的有效性。     

省级电力现货市场技术支持系统技术架构设计

随着中国新一轮电力体制改革的推进,电力现货市场技术支持系统的建设已刻不容缓,现货市场应用功能的建设对电力现货市场的正常运营和电网的安全稳定运行尤为重要。文中首先分析了电力现货市场运营和电网调度运行的关系,以及电力调度自动化系统的现状。然后,开展电力现货市场技术支持系统的技术方案研究,综合考虑了试点省省内现货市场开展的差异性,提出了基于调度自动化系统建设电力现货市场子系统的思路和目标,重点从软件、硬件、安全防护和平台集成等方面介绍了建设技术方案。之后,对出清算法、安全防护、市场监测与分析、模拟仿真、双活系统数据同步等关键技术进行了探讨。最后,对系统建设成效进行了分析。所提技术架构能够适应电力现货市场运营需求,为后续省级电力现货市场技术支持系统的研究与建设工作提供了参考。     

低碳电力调度方式及其决策模型

低碳要素的引入将为传统的电力调度方法带来新问题和新挑战,在考虑安全性和经济性之外,还应进一步关注电力系统运行中的CO2排放。文中深入剖析了低碳电力调度的提出背景和内涵,定义了科学、高效的低碳电力调度方式;分析各类低碳电源的技术特性,建立了近零碳排放电源、普通化石燃料类电源和碳捕集电厂3类不同电源的电碳调度特性;将CO2排放作为一类可调度资源,在综合考虑低碳电力技术、碳成本和碳约束等要素的基础上,建立了低碳电力调度决策的初步模型,以协调电力调度中的"电平衡"与"碳平衡"。基于实际算例,分析了各类低碳要素的引入对于最优发电计划决策的影响。     

碳排放交易市场机制对电力市场的影响：基于碳价需求响应的电力市场用户行为分析

全国碳排放交易市场(national emission trading scheme, National ETS)旨在建立市场机制以减少温室气体排放,然而市场对于什么类型的电力市场用户需要承担超额排放的成本的问题一直存在争议。虽然发电侧是二氧化碳的直接排放者,但用电侧却是碳排放的潜在驱动者。同时,碳市场中不同约束对象也会影响最终机制的减排效果。因此,基于广东省电力市场真实数据和政策参数进行仿真实验,比较对电力市场用户进行双边约束与单边约束的不同政策的减排效果。提出了一种基于碳价的需求响应(carbon-oriented demand response, CDR),考虑电力市场和碳市场之间的套利利润,并将其作为用户参与需求响应的激励之一。基于多场景仿真,比较引入不同侧电力用户时碳市场带来的整体减排效果以及电力市场用户行为变化。结果表明在我国现行过渡期电力市场机制下,发电定价无法将碳排放成本完全转移给需求侧用户,只有同时约束需求侧和发电侧才能推动全国碳排放交易市场减排效果的实现。     

计及碳排约束的跨国电力互联网新能源消纳分析

碳减排作为能源转型的核心驱动力之一,能够有效促进清洁能源发展,缓解全球温室效应。在全球能源互联网发展初期的背景之下,对计及碳排放约束的跨国电力互联网新能源消纳进行了分析研究。首先,分析影响发电机组碳排放的主要因素,给出发电碳排放的数学模型,建立电-碳两个系统的耦合关系;随后,以电力调度经济性与碳排放可控性为目标,建立计及碳排放约束的跨国电力互联网经济调度模型。最后,对东北亚跨国电力互联网仿真算例进行测试,分析讨论不同的碳场景对新能源消纳与系统总运行成本影响。由算例分析可知,碳排放的降低有利于新能源的消纳,但也会提高运行成本。未来可寻求降低碳减排成本的途径,实现低碳与经济的双赢。     

考虑碳交易的火电节能调度优化模型及应对模式

电力行业的发展所带来的环境问题日益突出,为发展低碳电力,将碳交易引入调度目标。构建以能耗成本与碳排放成本最小为目标的理想节能调度模型以及以发电燃煤成本与碳排放成本最小为目标的合同电量节能调度模型,分析碳交易下2种节能调度模式对火电的影响,并构建生物质与火电联合调度模型作为碳交易与节能调度双重约束下的应对模式。从节能减排、发电效益、机组运行3个方面构建调度效果评价指标体系。算例研究表明:高排放高耗能机组发电份额被进一步削减;理想模式比合同电量模式有较多的节能减排量、较高的发电收益及较差的机组运行稳定性;应对模式在3个方面都优于另外2种模式,通过分析碳交易对联合调度的影响验证了应对模式的合理性。     

电力现货市场下发电企业经营策略研究

电力现货市场建设已开展首批试点工作,电力市场进入现货环境后,与传统的计划调度和单纯中长期合约市场存在较大区别,发电企业将面临更加严峻的市场形势和竞争压力,市场风险和营销难度加大。本文通过研究分析电力现货市场中发电企业在市场营销、计划绩效、燃料供应、综合统计、财务管理、风险控制等经营业务上的策略,寻找适合发电企业未来经营发展的道路,在本轮电力体制改革中重新打造自身的市场竞争力和价值创造力。     

节能细分电力市场模式

节能发电调度政策在具体实现方面,如果机制设计和操作模式不当则会对电力市场的建设和运营带来负面影响,因此,如何适当协调节能调度目标和电力市场优化资源配置的作用就成为一个值得研究的重要问题.在此背景下,提出一种节能细分电力市场模式,力图合理兼顾这2个方面的要求.文中分析了节能发电调度机制的设计原则和实施范围,并构建了节能细分电力市场模式其能在完成节能降耗目标的前提下,减小节能发电调度政策对电力市场建设和运营的影响,在一定程度上继续发挥电力市场的资源优化配置作用.发展了基于机会约束规划方法的最优节能细分电力市场模型,兼顾了购电费用最小及用电效益最高这2个目标.最后,用算例对所提出的节能细分电力市场模式的特点和基于机会约束规划方法的有效性进行了说明.     

湖南模拟电力市场发电经济调度系统

介绍了湖南模拟电力市场发电经济调度系统课题的研究开发成果、系统结构与特点等。该系统创新了改进型优序法,实现了电力市场条件下的水火电联合经济调度,在投入实际运行后,取得了巨大的经济效益和社会效益。     

考虑静态电压稳定的低碳电力调度

为使低碳电力调度满足电网静态电压稳定性的要求,分析碳捕集系统对电厂上网功率的影响,并推导碳捕集系统运行功率的上、下限求解方法。在此基础上,提出一种考虑静态电压稳定的低碳调度模型,在满足电网运行和电压稳定裕度约束的条件下,使电厂发电和碳排放成本之和最小。所提模型以碳价为纽带,协调了调度方案在经济性、环保性和稳定性方面的不同要求,为控制二氧化碳的排放提供了一种可操作的方法。采用内点法对所提模型进行求解,并在IEEE30节点系统和某一实际系统上验证了所提方法的有效性。     

电力市场下发电企业碳排放定价模型

中国的碳排放交易市场建设处于试点阶段,碳排放的定价成为理顺能源价格链的重要环节.为充分体现碳排放配额的市场价值,考虑碳排放定价的市场需求、排放上限、发电成本以及减排成本4个因素,以发电商效益最大化为目标构建电力市场下的Nash均衡模型;通过模型的求解测算出市场均衡状态下碳排放的价格水平以及发电商的收益状况;为进一步了解敏感因素对碳排放定价的影响程度,分别就4个重要因素对碳排放定价的影响进行敏感性分析,结果表明,市场需求、减排成本与碳排放价格呈正相关,排放上限、发电成本与碳排放价格呈负相关.     

基于多阶段不同政策机制的低碳电力调度模型

碳捕集技术是现阶段电力行业实现低碳目标最重要的手段之一,同时碳捕集电厂具有良好的运行特性。目前制约碳捕集技术在电厂应用的主要原因是建设成本和运行成本过大,所以制定与碳捕集技术发展相配套的激励措施和机制已经成为实现低碳电力发展的关键。首先分析了碳捕集电厂具备的优良运行特性及其为风电等间歇性电源并网提供备用资源的能力;接着分析了电厂碳捕集系统的成本构成对火电厂能耗和发电成本的影响,总结了在碳捕集技术发展的各个阶段,政府应分别采取的相应的行政手段和一定的市场机制提高碳捕集电厂的经济竞争力;针对碳捕集技术发展的不同阶段,分别建立了各个阶段适应不同政策机制的低碳调度决策模型,这些模型均以机组出力和碳捕集量为优化变量。最后通过仿真算例,证明了在多阶段过程中所提模型的有效性和适用性。     

电力市场和节能发电调度的关系

从分析"节能发电调度"对现有电力市场交易的影响入手,阐述了两者协调运作的现实意义,并结合江苏省电力市场交易现状和节能发电调度试运行情况,设计了机组物理调度和市场金融结算并行运作的模式,建立了经济补偿的电力交易机制,阐述了节能发电调度下电力交易机制的运作全流程,分析探讨了电力市场实现电力行业节能减排的必要条件.     

集中式现货市场下的省级调度业务框架设计

集中式电力现货市场的实施对于省级调度机构(简称省调)的业务运行具有重要影响。从业务内容、时序关系等不同维度,以电力电量平衡为主线,对典型省调业务进行了梳理,分析了省级集中式现货市场条件下调度业务的可能变化,设计了市场化条件下的省调业务框架,并分析了其实施关键。指出:现有的省调业务流程基于统一的安全管理规范,从年度逐步精确逼近实时电力平衡,计划性是其主要特征,中长期发电计划总体得到物理执行;市场环境下的省调业务框架需要综合考虑运行方式调整、在线安全校核、人员工作方式、市场组织要求等因素,同时必须与调度管理规则、现货市场规则相协调;在实施中,要特别注意自动化软件的必要支撑、中长期电量合约的科学分解、省间送受电的合理安排、合适的业务流程优化理论指导等关键问题。     

考虑碳排放配额影响的含风电系统日前调度计划模型

碳排放配额制的引入及大规模风电接纳都会对系统的发电成本产生影响。以传统电力系统调度模型为基础,通过引入CO2过排放成本、风力发电的广义成本,考虑碳排放配额及风电并网对系统发电成本的影响。以系统综合发电费用最小为优化目标构建日前调度计划模型。以IEEE 30节点系统为例,利用LINGO软件对模型进行了求解。结果显示,上述模型能有效计及碳排放配额及风电随机特性对系统发电成本的影响,模型在实现低碳调度的同时实现了风电的最优接纳,方便调度人员进行调度决策,降低了系统运行成本。     

计及碳抵消-碳交易下天然气管网压力能发电的IES低碳经济优化调度北大核心CSCD

为控制能源消耗产生的碳排放,响应实现碳达峰、碳中和目标,提出计及碳抵消的阶梯式碳交易机制。考虑天然气管网压力能发电所具有的经济效益和环境效益,根据电、热、气多种能源互补特性及能源梯级利用原则,构建电-热-气联供的综合能源系统低碳经济优化调度模型,并进行算例分析。首先,建立包含碳抵消的碳交易机制,将环境成本纳入系统经济优化目标中。根据[火用]分析法建立天然气管网压力能发电模型,结合系统中其他机组出力模型及能量传输网络模型,确定相关约束条件。以最优系统运行成本和最低碳排放量为目标,构建综合能源系统整体框架,依据算例进行低碳经济优化调度,实现降低系统运行成本,减少能源消耗碳排放量,并避免电力负荷波动对上游电网产生不利影响。     

发电侧电力市场的发电调度计划及其方法

阐述了发电侧电力市场发电调度计划的目的、原则、依据、任务和内容、给出了制定发电调度计划的流程简图,指出了发电调度计划中应重视解决的技术进步问题,提出了电力市场技术支持系统中发电调度计划系统庆达到的功能和要求。     

兼顾电力市场竞价的区域电网节能发电调度模型

分析了区域电网节能调度和电力市场竞价的目标函数和约束条件,发现两者具有相同的数学模型和相近的目标函数。在此基础上,提出了一种兼顾电力市场竞价的区域电网节能发电调度模型。针对此数学模型,给出了采用先分省排序,然后省间撮合替换的区域电网发电调度算法。最后通过实例计算进行了不同的模式间的节能情况、购电成本和跨省交易情况比较分析,证明了兼顾市场竞价的区域电网节能发电调度模型具有很好的节能、降低购电成本,优化资源配置的作用。