面向清洁能源发电并网的低碳电力系统优化调度模型

面向清洁能源发电并网的低碳电力系统优化调度模型

朱正印 1 赵文超 2 张森鹏 1 邓玉祺 1 王小丽 3

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摘要：现在人们追求的是能够环保、费用低、能源的利用效率高这样的一种新型的能源——清洁能源。与传统的能源相比较而言，与传统的能源相比也有很大的不同。在电力方面的应用也是能源的一个重要的使用部分，如何在电力的方面发展新的能源，这是一个需要重要探讨的关键性问题。在考虑新的能源时，在建立这个模型时使得这个模型包含了火力发电机组与清洁能源发电机组，这样在调度的时候有大量的对比素材，能够选择出更好的优化方法。在这在可靠性的测试系统中，使用清洁能源发电机组、太阳能等清洁能源的发电并网。根据不同的碳排放情况，这样能够分析出这个系统所受的影响。在注重保护环境的前提下，同时还要注重社会安全问题。要在安全的管控下进行一个可实施的计划，这样能够达到一个更高的产值。

关键词：清洁能源；二氧化碳排放量；发电并网；低碳电力系统；调度

引言：现在全世界都在倡导保护环境，在这个背景下，我国现在正处于一个高速发展阶段。这样就会造成我们国家工业污染较多，国家为了保护环境，提出能源的可持续发展，同时大力推动环境污染的治理问题。这样就需要国家进行新能源的开发，使得在使用能源的过程中不会对环境造成污染，与此同时这种新能源的开发也会给国家带来一份不可想象的经济收益，在这种情况下对于国家环境污染的治理更有益处。在新的能源是发电设计过程中，光伏发电是一种比较主要的发电方式。在光伏发电这个特性中通过一些调度，就是能够使光伏发电达到一个最好的效果，这样就能够为国家带来更好的收益。在这种情况下，既保护了环境，同时也让资源更加的充分利用起来。

一、调度模型

（一）建立成本模型

对于一个电力系统而言，成本能够体现出这个电力系统是否是一个最优的电力系统模型。这个成本的计算方式需要知道一个是材料的消耗，另一个是二氧化碳的排放量成本。材料的损耗成本就是燃料的价格再加上每小时燃料燃烧时间的平均数量。类似的，在火力发电机组中，二氧化碳的总排放量也可以计算出来，也就是每燃料的燃烧时间平均的总碳元素浓度。然后还必须算出这个，发电机组二氧化碳的总生产成本，也就是材料碳排放量的总价值与二氧化碳产量之积。从而才能计算得出，这个火力发电机组的总生产成本也就是材料的总损耗成本再加二氧化碳排放量的总成本。

2. 需要设立的目标要求

这个面向清洁能源发电并网的低碳电力系统包括了各个部分。其中内部一方面是它的清洁低碳清洁能源发电机组，必须是有一个低碳清洁能源的零成本报价，这个成本为零。另一方面，储存能源的储能设施，它内部的能源是有限的，也不是随时都能够获得的，所以这个储存能源设施内部的调度是不在这个优化调度的范围之内的。所以这个电力系统优化调度的一个目标是必须要由其内部的各个发电系统作出相应的所发出的电量，这样才能够使得系统运行时候的费用达到最低。

2. 系统的约束

在面向清洁能源发电并网的低碳电力系统优化调度过程中，要使得系统内部的有功功率与它的无功功率达分别达到平衡，也就是属于一个等式约束。在这个储能的时间内的能源储存过程中与系统运行的过程中的负荷是一致的，此时电能为负；同样的，这样在释放能量的时候，这个能源储存设施会将能量释放到这个系统中，在这个时间内，它的这个电能为正。在其内部运行的过程中还会存在一个不等式的约束，也就是在这个系统运行时，它的有功功率限制，无功功率限制。还有电路的负荷限制等等。在这个系统运行期间，它的风能和太阳能这种低碳清洁能源它的运行上限同样是有一个约束条件，也就是此时不得超过它的预测上限值。

二、实际分析

（一）实际算例

在新能源的内部发电机组中可以使用一个可靠性测试系统，以此能够测出二氧化碳排放量是否受到清洁能源的影响，通过多个机组之间的结果作出比较。就比如说风能发电，它的发电效率与太阳能发电的发电效率肯定是有不同之处的。对于面向清洁能源发电并网的低碳电力系统而言，与它内部的其他清洁能源相比，风能与太阳能它们的容量是最高的。虽然它们在会受到季节的影响，但是太阳能夏季的时候受到的影响非常小，在冬季这种没有太阳的情况下，可能会受到的影响较大。通过使用各个案例进行分析，可以得到系统的负荷时间与它的清洁能源发展过程中都是需要进行很多方面的一个对比。

2. 结果分析

对于面向清洁能源发电并网时的低碳动力系统的，燃料发电机组与燃油发电机组使用时通过对它们的调节，就能够使这两种机组减少。当对于面对清洁能源发电并网时的低碳动力系统还是处于正常的负载状况，这时就能够通过调节负载的方式，这样就可以改善燃料发电机组的出力状况。在负荷需求增大的时候，可以通过提高适当的燃料发电机出力状况，就能够满足使用的需要了。低碳的清洁电力中，还是需要二氧化碳排放的浓度比较少。不过通常在这个体系的内部中，二氧化碳减少的排放量和在面向洁净燃料发电并网的低碳电力系统内部的燃料机组发电机的总容量，是不可以成正比的。在风力发电的时候增加了一个水电机组，这时候会产生阻塞的情况，所以这个系统的调度还是需要参考低碳清洁能源的发电情况。

这个系统的电网增加它的电容时，二氧化碳的含量也会随之减少，其系统内部的各个发电机的工作程度也是不同的。在这系统内部风力发电机与太阳能发电机的二氧化碳排放量是最低的，太阳能的发电系数比其他的发电机组系数都是要高，而且它的运行费用也低。所以，这样就会导致太阳能发电有一个很大的优势。所以在这个面向清洁能源发电并网的低碳电力系统面向清洁能源发电并网的低碳电力系统中，你需要有计划性地分配发电机组，通过不同的发电机组的二氧化碳排放量的比较，选择一个二氧化碳排放量少的机组，在系统中多添加几个这样的发电机组，如此可以减少碳的排放，整合系统的调度，从而进行一个优化的调度模型。

结束语：现在我们的国家仍旧是一个属于飞速发展的过程中，所以新能源对于我们国家来说必不可少的。但是在这个新能源发展的过程中，在清洁能源发电并网的建设过程中，肯定会出现各种问题，比如该如何处理低碳电源以及我们的传统电源中的一些问题、能源稳定怎么把控、能源排放怎么安排等等，这些都是需要考虑的问题。在面对这些问题时我们需要不断地解决这些的出现问题，才能够使新能源的发展能够变得更好，更加完善。这样就能够实现在不断发展的同时也有一个合理的资源使用。在这种不断完善的情况下，我国的新能源发展就会越来越好，在这个系统中体现出来了使用风力发电和使用太阳能发电对于环境的影响是非常小的，几乎可以忽略不计，所以如果是想要大力的发展新的能源，可以通过这两个项目进行一个大规模的投资，这样能够促进我国新能源的不断壮大。

参考文献：

1. 黄敏,迟鹏飞.面向清洁能源发电并网的低碳电力系统优化调度模型[J].中国战略新兴产业,2018:38.

2. 王秀云,冯旭,刘天琪,兰月,崔杨.含用能权的风电电力系统低碳经济调度[J].太阳能学报,2020:255-263.

3. 刘敦楠,张婷婷,李华,齐彩娟,马艳霞,张玮琪,许小峰.面向泛在电力物联网的综合能源系统规划模型[J].发电技术,2020:50-55.