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摘要：在火力发电为主的今天，我们通过对电力企业各种电源的分析以及决策模型的探讨，分析了低碳要求下的电力调度方式，通过掌握二氧化碳和发电量之间的关系，找到了需要通过碳捕集技术才能更好地适应当代的需求。在传统的电力调度方式中，低碳要素的引入需要密切注意电力系统在运转过程中二氧化碳的排放，这也给传统的电力调度带来了新的挑战。低碳电力调度相较于传统的调度方式是更加科学、更加高效的电力调度方法。研究低碳电力调度的方式便需要详细的分析低碳电源的技术特性和建立低碳电力调度的决策模型，通过进行研究的方式来协调电平衡和碳平衡，以保证项目能够顺利进行。本文就低碳电力调度方式和决策模型的问题进行研究及探讨。
关键词：低碳；电力调度；决策模型；碳捕集
大型火力发电厂是产生电力二氧化碳排放的主要源头，我们需要通过碳捕集技术对火力发电厂进行改造，才能使火力发电厂达到节能减排的作用。同时，当代科技的发展使得用户对于电能服务质量的要求逐步攀升，通过建设安全、经济、环保低碳的电力系统我们才能够满足客户的各种要求，这对当今的电力企业来讲，不仅是挑战，而且也是机遇。就现在而言，我们只有通过发展低碳电力，才能够在电网建设、经济低碳化、电力行业可持续发展的道路上稳步发展。
在低碳经济的环境中，传统电力行业的收支模式将在很大程度上有所改变，首先，由于碳税、碳配额、碳交易机制等相关政策与概念的引入，传统电力行业需要为二氧化碳的排放付出额外的碳成本，也将为二氧化碳的减排带来碳收益。再者，二氧化碳减排成为了电力企业的主要发展目标。通过在行业内部进行“碳约束”，各种低碳要素的引入使得传统电力企业进入了一个新的领域。在现在和不远的将来，为电力企业的发展与改革带来深远的影响。
电力调度是指在符合预测的基础上，通过对各类电器元件的运行方式、状态的决策与调用，并考虑一定的安全性和经济性，在一定时序上形成的一定的调度计划。通过引入低碳环境，电力调度还需要关注二氧化碳排放。考虑到我国现有的电源、发电技术和低碳电源的使用情况，现在对我国来讲，引入低碳电力调度可能是唯一能够简单有效控制住二氧化碳排放的方法了。
在接下来的文章中，我们将会对低碳电力调度方式的背景、各种电源在电力调度方面的特性来提出简单的低碳电力调度决策模型。
1低碳电力调度概念
目前我国的电力调度主要是将节能调度作为电力调度的主要目标，充分的贯彻落实节约型社会的建设目标，对电力来源进行合理选择，使电力能源得到最大程度的节约，保护环境，减少二氧化碳的排放。低碳电力调度要保证调度的经济效益，参照电力调度的成本计算，将电力生产和电力调度的成本及损耗等充分考虑进去，保证低碳电力调度经济效益。电力调度在保证经济效益的同时，会对周边的环境产生坏的影响。若在电力调度过程中充分的考虑环境的保护问题便很难保证电力调度的经济效益，造成成本大量增加。电力生产会排放大量的二氧化碳，而二氧化碳的大量增加会给环境带来巨大损害，无法处理二氧化碳的问题便无法将发电和电力调度计划进行最根本的优化，将会给电力工作过带来很多困难。在进行电力调度时，想要保证电力调度的经济效益，并且还要保护环境，减少二氧化碳的排放，就要对现有的电力调度方式进行优化，得到能够实现符合现阶段环保要求的更加高效、科学、合理的低碳电力调度方式。
传统的电力调度方式主要是重视电力调度本身的经济效益，减少电力的损耗，但往往会忽略电力生产和电力调度过程中对二氧化碳的排放。低碳电力调度方式可以有效地对二氧化碳进行控制，降低二氧化碳的排放量，减少对周围环境的冲击，在保证自然环境中碳平衡的同时也能增强电力的经济效益。低碳电力调度的方式能够有效的减少运营的成本，节约资金，使电力调度更加有效化和经济化。
2低碳电力调度的内涵
低碳电力调度对于传统的调度方式，有以下几点特点和内涵：
（1）低碳电力调度的方式一般要充分重视拟定发电计划的安排情况，并且对于二氧化碳排放的处理问题也要投入较多的关注。在低碳电力调度的过程中，研究电力发电和二氧化碳的排放之间的联系是低碳电力调度中非常重要的一项工作。
2.1常规电力生产的原料是化石燃料
电力生产的原料主要是化石燃料，其中包括石油、天然气、煤炭等。这些原料在燃烧使用后会产生大量的二氧化碳，对自然环境造成非常大的损害。想要施行低碳电力调度，首先便要解决二氧化碳的排放问题，减少二氧化碳的排放量，保护环境，达到低碳的目的。
2.2低碳电力调度能够有效减少二氧化碳的排放量
低碳电力调度方式能够有效减少二氧化碳的排放甚至是不排放二氧化碳。低碳电力调度方式中所使用的水力发电、风力发电、核电等可再生资源只产生少量二氧化碳，甚至是不会产生二氧化碳，是目前的科学技术手段中最为环保的电力生产技术。
2.3碳捕集电厂
（1）传统的火力发电燃烧大量化石燃料，造成非常多的二氧化碳排放，碳捕集电厂是将普通的火力发电厂当作基础设施，将碳捕集系统加入其中，形成碳捕集电厂。碳捕集电厂的引入能够大幅度的减少二氧化碳的排放，达到环保的目的。但碳捕集系统在工作过程中会消耗大量的能源，减少发电机的输出功率，虽然保证了二氧化碳排放量的降低，但消耗能源过大，还需要进行改进。
（2）两者关注点不同，传统电力调度的主要关注点都集中在点能上，对于二氧化碳的排放没有过多的关注，通过加入碳交易与碳价，二氧化碳才能有其经济价值，只有将二氧化碳赋予了经济价值，碳价值才能与电价值同时作用于我们的电能调度。只有通过电碳平衡才能使得两者互相和谐而又稳定地发展。
（3）通过加入碳成本，电力系统中碳的约束就会增加，由于各个电源设备的二氧化碳排放能力不同，所以考虑碳成本之后的电力系统在进行调度时，将会由于电源的发电成本不同而改变发电虚伪，碳约束的加入也改变了电力调度的决策。
3低碳电力调度决策模型分析
3.1低碳电力调度决策模型地分析
我国目前传统的电力调度决策模型一般是将电力系统中地电源输出曲线当作决策模型的主要依据，这样的电力调度方式要满足电力进行网络传输的条件、电源的技术性能、电力系统的负荷等条件，电力生产成本较高。低碳电力调度地方式和普通的电力调度方式有很多不同。其一，使普通电力调度决策模型得到有效补充。将碳捕集系统叫入到普通的电力生产系统中去，对电力的生产进行多方面考虑，将减少二氧化碳排放作为主要任务，对各种资源合理分配，达到扩充电力调度决策模型的目的。其二，电力生产的原料市场价格不断变化，使得在进行电力调度决策模型的构建时要考虑很多因素，众多不可控因素的加入使得电力调度决策模型的构建变得越加困难。
3.2低碳电力调度决策模型描述
二氧化碳排放量的多少和电力生产的多少是影响低碳电力调度模型构建的主要因素。在普通电力生产过程中，发电厂中的发电量与二氧化碳排放量之间是有着密切联系的。而在水力发电厂、核电厂和风力发电厂等发电厂中二氧化碳的排放量是没有的。在对发电量与二氧化碳的排放量进行分析时要详细分析两者之间的关系。
在火力发电厂中，电力的生产量和二氧化碳排放量之间的关系是成正比的。化石燃料燃烧时产生巨大能量，同时也会产生很多的二氧化碳。二氧化碳虽然可以用碳捕集系统进行捕集减少，但它在石油燃料燃烧后产生的总数量是不会减少的。而风力发电、核发电和水力发电等发电类型，因为使用纯净的可再生能源，故不会产生二氧化碳。
3.3传统电力调度与低碳电力调度之间存在的差异
在将电力调度和低碳电力调度模型简化的情况下，仅计算能源的消耗和电力生产量、二氧化碳的排放量等基础因素，分析几种电力调度方式之间的差异。碳捕集系统在工作时虽然能够捕集大量的二氧化碳，但会消耗大量能源。能源的产生是通过化石燃料燃烧得来的，而石油燃料燃烧便会产生大量二氧化碳，形成一个循环。通过对比计算分析，虽然碳捕集系统工作会消耗大量能源，但相比于普通火力发电的方式，基于同等能源消耗的比例下二氧化碳的排放量减少了20%左右。核电、风力发电、水力发电等发电因为使用可再生的清洁能源，不会产生二氧化碳的排放，因此不用在二氧化碳的回收和清理上面消耗大量能源，该方式电力生产量大，且无污染，是目前最好的电力生产方式之一。
4各种电源的电碳调度特性分析
（1）近零碳排放电源
（3）碳捕集电厂
从上面的分析可知，火电厂的电碳特性不是很令人满意，发电量越大就会排放越多的二氧化碳，这并不是我们所期望的。所以可以再传统火电厂的基础上，增加碳捕集系统，组织形成碳捕集电厂，通过将二氧化碳进行封闭处理，就可以实现二氧化碳的减排，但是捕集二氧化碳是需要很多能量的，这样也会使电厂对外输出功率降低，通过对二氧化碳的二次利用可以得到其他的经济效益。由于碳捕集电厂的函数关系过于复杂，此处只列出结果。
5低碳电力调度的决策模型
要实现低碳电力调度，我们需要在以下几个方面进行改变：
（1）增加决策模型的决策变量
首先我们需要引入碳捕集技术，就需要将二氧化碳的排放作为一个非常重要的资源引入决策，通过对模型的决策变量进行扩充让我们了解到低碳电力调度的决策需要更多的自变量。
（2）增加目标函数的组成项
通过增加目标函数的组成项，我们可以讲碳价、碳税等碳要素加入目标函数，令二氧化碳排放有了它所应当有的经济价值，成为决策模型的一个重要组成部分。
（3）增加模型的边界条件
增加约束条件，是要将碳减排纳入决策条件中，只有纳入了碳减排的电力调度才能称之为低碳电力调度。通过协调电碳关系，进行电力调度才能有其真正的作用。
6结束语
对于现在越来越严重的能源问题，我们需要引入低碳电力调度方案来适应当今现实的发展需求。通过对于各个电源的分析，以及调度模型的分析，我们得到了，只有通过不断发展新能源，不断培养各企业的节能减排意识，才能真正地实现低碳经济。
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