电力系统的碳排放结构分解与低碳目标贡献分析

日益凸显的气候变化和能源问题对电力行业提出了低碳化发展的迫切要求。文中根据电力系统碳排放的产生机理,剖析了电力行业碳排放的结构及其影响因素,建立了基于增量分析法的电力系统碳排放结构辨识与评价方法,并提出了按照碳排放结构评价其低碳化贡献的方法。根据国内"2020年非化石能源消费比重提高到15%"的发展目标,从电力碳排放构成分量中挖掘出可对该目标作出贡献的部分,建立了电力系统低碳目标贡献率的计算方法。以广东省为例,计算了该省2010年至2020年间碳排放的构成及其对中国2020年能源低碳化发展目标的贡献率,验证了所提出方法的效果。     

电力现货市场建设进展与关键问题

现货市场是电力市场体系的关键环节,其通过产生分时分地的价格信号,推动资源实现更优配置,并形成可供调度执行的生产计划。文中论述了欧洲、美国、中国电力现货市场的建设进展,并从区域市场融合、容量充裕性机制、新主体参与市场、市场运营水平提升4个方面提炼了电力现货市场建设的关键与共性问题。针对中国电力体制、市场体系、现货市场范围扩展、价格机制、参与主体、出清模型、辅助服务机制等问题,展望了中国市场建设的未来发展方向。     

考虑阶梯排污费的日前电力市场出清计算

实现经济与环境的协调可持续发展至关重要,在电力市场化背景下,应当在市场出清模型中考虑环境成本。本文总结了不同类型机组的污染物排放特性,并对阶梯排污费用进行了建模描述,提出了考虑环境成本的日前电力市场出清计算方法。该方法以机组出力为决策变量,考虑排放约束与系统安全约束,以最小化发电费用和排污费用之和为目标。实际系统的算例验证了考虑阶梯排污费后对日前电力市场均衡的影响,以及对电力系统减排的贡献。     

应用于电力系统的碳捕集技术及其带来的变革

二氧化碳捕集和封存技术是当前最为关键的低碳技术之一,协调了化石燃料利用与碳减排之间的矛盾,从而具有广泛的应用前景。文中全面介绍了当前碳捕集技术在电力系统中的实施情况,描述了碳捕集电厂的发展前景,并结合电厂运行、电网运行、微观个体电厂投资与宏观整体电源规划中的实际需求,阐述了应用于电力系统的碳捕集技术将面临的主要挑战与亟待解决的问题,探讨了碳捕集电厂对于电力系统接纳大规模风电的促进作用,揭示了碳捕集技术的引入对于电力系统所带来的重大变革。     

风电参与能量—调频联合市场的优化策略

设计合理的市场机制,允许风电自行选择参与能量市场与调频市场,将有助于缓解系统调频压力,并提升风电自身收益。考虑调频资源的调频性能、按调频质量结算是调频市场的主要特征,而风电的调频性能指标受到其投标策略和风电出力的影响,是一个动态变化的参数。为此,文中开展了风电参与能量—调频联合市场的优化策略研究,提出了考虑调频性能指标与偏差惩罚机制的能量—调频联合市场机制。对风电的调频性能指标进行了建模分析,提出了调频性能指标的估值方法,建立了所提出市场机制下的风电最大收益模型,并给出了求解风电参与能量—调频联合市场的最优投标策略的方法。算例分析表明,调频性能收益是激励风电调频的重要因素,而在投标决策中精确地对调频性能指标进行动态估值,将有助于提升风电的预期收益。     

基于标准化金融交割曲线的现货市场建设路径设计

中国新一轮电力体制深化改革正如火如荼地开展,加快建设电力现货市场已成为后续的重要任务。基于中国现货市场建设存在的众多现实制约因素,探讨了目前建设现货市场的核心目标与模式选择问题,从\"发用电双方竞争关系形成\"的角度出发,设计了电力现货市场的\"三阶段\"建设路径,提出了一整套中长期交易电量在现货市场上的执行、分解与结算方法。所提出的路径设计有利于抓住现货市场建设的核心目标快速起步,实现现货市场与中长期电量交易的兼容与协调运行。最后,从用户侧和发电侧两端分别对所提出的市场机制给出了算例分析,并分析了不同用电行为的市场主体的结算特点,体现了该结算方案有利于用户响应系统调峰需求,实现激励相容的资源优化配置的特点。     

基于区块链的绿色证书交易平台：概念与实践

中国可再生能源规模的快速增长使得财政直补的压力增加,可再生能源配额制度(简称配额制)和可交易绿色证书(简称绿证)能够以市场化的方式对可再生能源进行补贴,或成为支持其产业发展的重要手段。中国绿证市场尚处于起步阶段,仍缺乏流通机制的系统性设计。文中提出绿证的双边交易机制,并根据配额制的需要设计了涵盖核发、交易、核查的绿证流通全生命周期。在绿证的全生命周期中,不同主体需要追踪并异步更新其状态。随着绿证市场规模增长,数据账本的一致性和安全性问题亟待解决。为此,文中提出了基于超级账本Fabric1.1的绿证交易平台解决方案,搭建了区块链底层网络环境和应用环境,开发了绿证交易必需的功能和接口,并依托中国珠海市\"互联网+\"智慧能源示范项目开展了实地验证。目前,共有十余家新能源发电企业和三十余家电力用户注册参与,完成模拟交易一百余笔,验证了平台的实用性和完备性。     

引入投资决策的电力容量市场均衡分析

针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。     

节能发电调度的低碳化效益评估模型及其应用

日益严重的气候变化问题和全球能源可持续发展战略,都对电力行业提出了低碳化发展的迫切要求,中国适时提出了开展节能发电调度的战略部署。揭示了实行节能发电调度对推动电力行业低碳化发展的巨大效益与示范意义;建立了适应不同电力调度模式的CO2 排放计算模型,采用当前的实际数据与未来的规划方案,分析了不同调度模式下国内电力行业的CO2 排放轨迹;提出了以机组年发电小时数差异为控制要素的电量分配方法,由此形成不同的调度方案,进而对节能发电调度方案的低碳效益进行了计算与比较。从新的角度揭示了节能发电调度的战略意义。     

含碳捕集电厂的低碳电源规划模型

在发展低碳经济的时代背景下,各类低碳要素的引入将对传统电源规划的内涵与模式带来深刻的变化。与此同时,碳捕集电厂和碳捕集预留电厂将成为未来电源规划的重要选项。将低碳要素引入电源规划决策之中,在充分考虑传统电力系统安全、经济运行要求的前提下,建立了含碳捕集电厂的低碳电源规划模型,重点在规划层面考虑了碳捕集技术的不同配置选项和发展路线,实现对碳捕集和碳捕集预留技术的建模。所提出的低碳电源规划模型本质上是一个统一协调的规划模型,统一考虑了规划中的投资决策问题与运行模拟问题。最后,以我国某省的实际数据构造算例,验证了所提出的模型与方法的合理性与有效性。