含新能源接入的区域电网低碳电力调度方法应用

含新能源接入的区域电网低碳电力调度方法应用

陈静波

（国网四川省电力公司盐边县供电分公司四川省盐边县617100）

摘要：随着社会各界环境保护意识的普遍提高，清洁、高效的新能源被广泛应用，并建立起了基于多目标概率的区域电肉低碳电力调度模型，形成了电力供应的优化方案。该方法以基于发电成本和碳排放量的最小化进行了电力调度模型的调整，对于提高区域电力供应经济效益的同时，减少区域污染形成良好的社会效益具有重要意义。

关键词：区域碳排放平衡；新能源接入；低碳调度

近年来，为了保证社会发展对能源的需求，由此造成的环境问题越来越突出。为了控制应环境污染的造成的全球气候变暖、雾霾危机等污染问题，同时通过节能减排推行低碳经济，以进一步促进经济发展，越来越多的专业人员开始尝试探索含新能源接入的区域电网低碳电力调度方法。目前，我国电力行业的二氧化碳排放总量超过了全国总量的40%，已成为碳排放控制的重要对象，因此在电网建设和电力供应中，如何建立高效完善的电力生产碳排放控制管理机制，有效发展低碳电力，成为社会广泛关注的课题。

一、新能源在区域电网低碳电力调度中的应用现状

当前，针对电力生产的减排措施主要有发电侧可再生能源的接人及需求侧管理两大类。鉴于电力生产造成的碳排放主要出自发电侧，同时又因与需求侧的资源交互会产生额外的费用，不利于成本控制，因此以发展同电光伏为代表的清洁能源成为目前电力生产及供应的重点发展方向。结合目前我国电力网强的结构和用户用电需求，以及环境因素、电网安全性和经济性等多重考虑，提高新能源在发电侧的比重，同时并网运行，对于优化目前的电力调度方法，形成区域电网低碳电力调度方案，是最合理的选择。

不可否认，新能源的应用对于节能减排具有重要意义，但是新能源生产和供应的不稳定性，也为其接入区域电网形成应用价值造成了极大的阻碍，其间歇性和波动性使得整个电网的安全性和可靠性明显降低。因此，针对新能源的特点，接入区域电网，实现低碳电力的合理调度，是新能源应用的重点。针对目前种类繁多的电力新能源在技术难度和认识深度上各有不同，对其发展应用的程度造成不同程度的影响。目前，其应用主要集中于风能、核能、水能方面。特别对核能、水能技术应用，已在近年的电力生产及供应用形成了一定的规模，如核电的生产应用已占全球电力的16%，水电的生产应用更是占到了全球电力的19%，而风能的应用虽然不及核能和水能，但已开始进入商业化运作，在全球电力生产及供应中的比重正在不断扩大。

二、水力发电能源在区域电力低碳电力调度中的应用

作为自然界重要的能量载体，水在太阳能的驱动下不断循环，形成了巨大的运动势力，尤其是在落差大、流量大的地区，丰富的水能资源足以替代日渐减少的矿物燃料成为电力生产的重要资源。

人类对水资源的利用可以追溯到2000多年前，水车、水磨等工具已开始为古代人民的生产生活提供了部分能源。直到18世纪，水力资源对人类工业进程的发展的作用被更广泛的关注，水力站、水务发电站等设备的出现使水能的运用越来越普遍。直至今日，水力发电成为电力生产的重要资源，我国的水力发电总装机容量更是跃居世界第一。水力资源可再生、无污染的特点，使得水能在区域电网低碳电力调度得的位置更为突出。

水能在电力生产、调度中的作用虽然日渐显著，但水力资源丰富的地区主要集中在江河流城水位落差较大、地理环境较为恶劣的地方，甚至有些地方人迹罕至。而电力能源的负荷中心又集中于工业、农业生产密集，人口稠密的大城市，这就形成了动力资源分布和电力负荷中心不一致的问题。由于发电厂和电力负荷中心之间的距离往往较远，因此需要以输电线路将发电厂生产的电力能源向电务负荷中心运输，这就成了水力发电系统的电力输出更依整于电网接入。

水能的多少，受河流的水文情况、天气、气候等自然条件的影响非常大，因此也使得水力发电站的发电量并不处于稳定的状态，受河流天然流量和区域降水量的影响，一般呈现出夏季丰水期发电量大，而冬季枯水期发电量小，甚至不足以满足入网要求的现象。虽然用户的用电量也会受到季节影响，但这种波动并不一定与发电量的波动一致，甚至可能出现完全相反的现象，如冬季电力取暖需求的提升与冬季枯水期发电量处于年底低谷期的冲突，这就会提高电力调度的难度。

由于以上问题，在将水电接入区域电网纳入低碳电力调度的过程中，必须面对水力发电在丰水期发电量过多超过电网容量，而枯水期发电量过少不足以满足电网容量的问题，适当对水利资源采取存储或放弃的手段。另外，针对水力发电的不稳定特点，选择水电、火电统筹的办法，从宏观上解决电网容量不平衡的问下周，使水电与火电的应用相互补充。如在夏季丰水期让水电站满负荷运转，减少火电站的负荷，在冬季枯水期加大火力发电的负荷，使火电生产满足基本负荷，而让水电站担负起用电高峰负荷，这样可以让效率低、污染大的火电机组减少负荷，尽可能多的运用干净、可再生的水电能源，使电能成本下降，增加低碳电力的应用，保证电力网络的稳定性，提高电力调度的经济性。

三、风力发电能源在区域电力低碳电力调度中的应用

风能在人类发展史中最早的应用主要在造船业和航海业方面。随着人类对可再生资源的研究，风力发电技主术已成为通常原源产业革命中比较成功的项目被应用于实际的电力生产中。中国的西北、东北和沿海地区拥有丰富的风能资源，具有发展风力发电的先决条件。风电项目的特点是前期工作周期长，但其建设周期短，资金投入量小、运行维护的工作量不大，能有效控制生产成本，是投资回报稳定的项目，一年中只需运行大概3、4个月的时间，即可抵消生产、安装、维修风电机组而产生的成本。长期以来，人们对于风电的价值一直较为忽视，其实风电作为一种洁洁能源，在环境保护方面产生附加值，以及促进偏远、水力资源缺乏地区的经济发展拥有的巨大产业前景是难以估量的。

目前，我国沿海地区已建立了总规模接近1000MW的风力发电场，在未来的40年，预估将满足全国20%的电力需求。针对风力发电并入区域电网的问题主要也集中于电力系统对供电波动反应的能力，因此需要对风力发电的电力输出电数据进行正确评估，并结合电力系统的整体用电模式，对其供电能力进行调整，特别是日和年电力负荷的变化。以风力发电利用率较高丹麦为便，在风力资源丰富的时期，电网管理人员可以成功的将峰值水平高达50%的风电并入国家电网系统中，并与水电进行互补，足以证明将风电接入区域电风进行低碳电力调度是可性的。

四、核能发电能源在区域电力低碳电力调度中的应用

核能是利用原子核的裂变和聚变反应释放出来的巨大能量进行发电的新型能源。核聚变的产生的能源取之不尽，用之不竭，虽然应用的时间最短，但已在电力生产和供应中起到了不小的作用，已有30多个国家和地区使用核能发电。原子能电站的基建投入成本较高，但运行维护和低，而且受气候等自然条件的影响较小，发电量的波动性也较小，在联合电力系统中，可以承提起基础负荷的运行任务，这也使得核能发电在接入区域电网时在进行低碳电力调度方面具备较大的优势。我国目前已建成投产的核电站有7座，总装机发电量达到了1257万千瓦。未来，我国还将进一步扩大核电站的数量和规模，核电在我国未来的能源战略中占有非常重要的地位。

结语：

可持续发展是人类遵循经济发展规律和自然环境规律，在与自然和谐共处的前提下推进现代化进程不容忽视的课题。对于电力能源的生产和利用而言，改进能源结构，综合治理环境，通过利用水能、风能、核能加强清洁电力能源的生产和供应，是保证经济发展和环境保护的重要手段。因此应加强新能源接入区域电网的工作，优化低碳电力调度方法，切实做好节约资源、减少废物排放为人类的发展创造成美好的前景。

参考文献：

[1]黄煜，徐青山，蒋贤强，娄藕蝶，蒋菱.含新能源接入的区域电网低碳电力调度方法[J].电力系统自动化，2018，42（12）：19-26.

[2]周黎莎.智能电网低碳效益关键指标选取与评价模型研究[D].华北电力大学，2013.

[3]熊锋.城区低碳环境下县级电网购电风险控制优化模型研究[D].湖北工业大学，2016.

[4]卢斯煜.低碳经济下的电力系统电源规划[D].华中科技大学，2012.

[5]李凌云.电网企业促进低碳发展的能力与效益评估模型研究[D].华北电力大学，2014.