低碳發(fā)電調(diào)度模式及其電價機制研究.pdf

1、發(fā)電調(diào)度模式是隨著電力技術(shù)的進步、電力工業(yè)體制的變革乃至資源與環(huán)境約束的漸強而與時俱進的。近年來，受氣候變暖趨勢加速的影響，全球極端天氣氣候事件發(fā)生的頻率及強度激增，控制溫室氣體排放已成為世界各國的普遍共識。作為化石能源消耗與CO2排放的重點行業(yè)，電力行業(yè)僅考慮節(jié)約化石能源及減排SO2和氮氧化物的調(diào)度運行模式顯然已不能適應(yīng)新形勢，亟需構(gòu)建以低碳為主要特征的新型發(fā)電調(diào)度模式。本文在剖析低碳發(fā)電調(diào)度提出背景及現(xiàn)實目標的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)、深入地研

2、究了低碳發(fā)電調(diào)度的實現(xiàn)模式及上網(wǎng)電價機制。論文研究取得了以下主要研究成果:
　　以發(fā)電能耗最小與碳排放量最小為目標，建立了低碳發(fā)電調(diào)度的日前發(fā)電計劃模型;而后，在建立與外部環(huán)境約束相適應(yīng)的碳排放外部成本量化模型基礎(chǔ)上，通過引入燃料價格、碳排放外部成本，從而將具有雙重優(yōu)化目標的低碳發(fā)電調(diào)度優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為以系統(tǒng)發(fā)電能耗與碳排放總成本最小化為目標的單目標優(yōu)化模型。算例結(jié)果表明，相比于節(jié)能發(fā)電調(diào)度模式，低碳發(fā)電調(diào)度可顯著降低電力系統(tǒng)的碳排

3、放總量，促進包含環(huán)境效益在內(nèi)的社會效益的增進。
　　在區(qū)域?qū)用娼y(tǒng)一開展低碳發(fā)電調(diào)度有利于促進互聯(lián)電網(wǎng)節(jié)能減碳效益的增進，但也面臨著省間利益調(diào)整帶來的現(xiàn)實阻力，因而，亟需研究一種可實現(xiàn)節(jié)能低碳的調(diào)度優(yōu)化目標并兼顧省間利益均衡性的跨省區(qū)低碳發(fā)電調(diào)度實現(xiàn)模式。針對該問題，本文以進一步挖掘互聯(lián)電力系統(tǒng)節(jié)能減碳潛力為目標，以兼顧省間利益均衡性為約束，提出了兩種促進跨省區(qū)低碳發(fā)電調(diào)度的區(qū)域發(fā)電權(quán)交易模式，即考慮省間利益調(diào)整約束的區(qū)域統(tǒng)一優(yōu)化模

4、式和網(wǎng)省分層優(yōu)化模式;而后，結(jié)合發(fā)電權(quán)交易中市場主體的報價特點，建立了考慮發(fā)電商報價風險的發(fā)電權(quán)交易市場均衡模型，結(jié)合具體算例，驗證了模型的有效性，并應(yīng)用該模型對兩種可行模式的運行效果進行了仿真分析。仿真結(jié)果表明，考慮省間利益調(diào)整約束的區(qū)域統(tǒng)一優(yōu)化模式可在兼顧省間利益均衡性的前提下，促進互聯(lián)系統(tǒng)節(jié)能減碳效益的提升。
　　將風電與抽水蓄能聯(lián)合運行是在當前風電大規(guī)模、集中式開發(fā)引發(fā)并網(wǎng)難題的現(xiàn)實背景下，解決風電發(fā)展瓶頸約束、促進系統(tǒng)節(jié)

5、能減碳優(yōu)化目標實現(xiàn)的一種低碳發(fā)電調(diào)度實現(xiàn)模式。本文在考慮抽水蓄能機組運行特性的基礎(chǔ)上，建立了含抽水蓄能電力系統(tǒng)的低碳發(fā)電調(diào)度優(yōu)化模型;并在該模型基礎(chǔ)上，以社會效益最大化為目標，構(gòu)建了風電—抽水蓄能匹配容量優(yōu)化模型。算例分析表明，所提模型可促進風電與抽水蓄能的合理配置，實現(xiàn)社會效益的提高。
　　合理的上網(wǎng)電價機制設(shè)計，是解決調(diào)度模式變革形勢下發(fā)電企業(yè)利益失衡問題的根本路徑，同時也是低碳發(fā)電調(diào)度實施所依賴的重要外部系統(tǒng)條件。本文提出分

6、時電價、兩部制電價等兩種可能的低碳發(fā)電調(diào)度上網(wǎng)電價機制，并分別建立了定價模型。算例分析表明，兩部制上網(wǎng)電價可在合理解決發(fā)電企業(yè)利益失衡問題的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電網(wǎng)購電成本最低目標以及低碳發(fā)電調(diào)度目標的統(tǒng)一，是符合激勵相容理念的低碳發(fā)電調(diào)度上網(wǎng)電價機制;而后，重點研究了兩部制上網(wǎng)電價中容量電價定價模式的優(yōu)化設(shè)計問題，在仿真驗證了基于可靠性定價模型的容量電價定價模式有效性的基礎(chǔ)上，針對于該定價模式下需由政府委托電網(wǎng)企業(yè)進行容量需求預測，并應(yīng)通過合