【摘要】電力系統(tǒng)大力發(fā)展低碳模式，不僅僅關(guān)系到運營成本的問題，還涉及到為數(shù)眾多的火電廠碳排放對環(huán)境等不可再生資源的直接影響。本文就結(jié)合相關(guān)情況對低碳電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運行優(yōu)化路徑進行簡析。

【關(guān)鍵詞】低碳電力系統(tǒng)；規(guī)劃；環(huán)境資源

1 低碳電力系統(tǒng)

發(fā)展低碳電力系統(tǒng)，不僅能夠在一定程度上提升電力系統(tǒng)的實際工作效率，而且還能最大程度的降低運營成本，尤為重要的是因為碳排放相對減少了，對于外部環(huán)境資源的影響明顯降低了，使得電力系統(tǒng)能夠長期處于一個穩(wěn)健且可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)之中。

2 低碳電力系統(tǒng)的規(guī)劃

就目前的實際情況來看，涉及低碳電力系統(tǒng)的規(guī)劃主要包括了對低碳電源與低碳電網(wǎng)的兩個主要環(huán)節(jié)。從低碳電源的角度上來說，是與前期的負荷預(yù)測有直接關(guān)系的，如果在整個電網(wǎng)投入實際運營之后再進行改造，無論是從成本支出的角度上，還是從機組工作效力與效率的角度上來說都不是十分的經(jīng)濟，因此相關(guān)的措施基本上都是基于前期的論證與規(guī)劃開展的，受到外部主觀因素的影響較大，能夠?qū)嶋H拓展的空間的確有限。但是從低碳電網(wǎng)的角度上來說，可以整合與規(guī)劃的資源就相對較多了。

首先說電網(wǎng)的建設(shè)與投資規(guī)劃中，完全可以基于輸電線路的實際運行狀況進行綜合分析。目前輸電線路的實際損耗過高，是導(dǎo)致輸電成本激增的一個重要環(huán)節(jié)，能夠采用新技術(shù)對輸電線路的運行進行改造，最大程度的降低輸電損耗的實際支出，就已經(jīng)為電網(wǎng)的低碳運行打下了一個堅實的基礎(chǔ)。另外，由于不同輸電線路中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)明顯的存在較大差異，網(wǎng)際之間存在的融合性電損也是造成輸電線路實際損耗過大的一個重要因素。在降低同規(guī)格電網(wǎng)單位額度損耗的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)際之間的融合性，提升有效輸電的支撐作用，是實現(xiàn)低碳電網(wǎng)運行的突破口。

3低碳電力系統(tǒng)的運行優(yōu)化

需要強調(diào)的一點是，個別觀點認為低碳運行的電力系統(tǒng)其本質(zhì)應(yīng)該從立項初期就定位在新興能源結(jié)構(gòu)上，這其實是對低碳電力系統(tǒng)運行的一種誤讀，因為相比較風(fēng)能、太陽能這些新興能源需要對客觀環(huán)境存在一定限制而言，火電電力系統(tǒng)對于地理位置幾乎沒有什么過多的要求，火電的存在對于緩解區(qū)域范圍內(nèi)的電力緊張，對于降低遠距離或者超遠距離輸電過程中出現(xiàn)的電力損耗也是一種補充，其實這在一定的意義上就已經(jīng)顯示胡了低碳的效力來了。

對于那些已經(jīng)實際投入運行的火力電廠而言，要想實現(xiàn)低碳電力系統(tǒng)的運行優(yōu)化，在經(jīng)過科學(xué)的論證之后，可以從發(fā)電機組的運行角度來實現(xiàn)性能的整體優(yōu)化。首先，要確定發(fā)電機組的低碳運行模目標。發(fā)電機組的實際運行情況，直接關(guān)系到火力發(fā)電廠的成本支出，只有將發(fā)電機組低碳運行作為工作目標，這樣才能有效的做到節(jié)約成本。

其次，要對發(fā)電機組的實際運行進行優(yōu)化調(diào)度。這是法典機組實現(xiàn)運行優(yōu)化，確保電力系統(tǒng)實現(xiàn)低碳目標的關(guān)鍵。因為預(yù)設(shè)的發(fā)電任務(wù)規(guī)劃是既定的，涉及到輸電網(wǎng)絡(luò)的有效載荷問題，因此在常規(guī)情況下來說，發(fā)電機組的實際運行優(yōu)化方案并不涉及到發(fā)電機組的實際輸出總電量。主要是把參與實際工作的若干個不同機組，按照其最優(yōu)化輸出功率的比例，來分配系統(tǒng)有效負荷。從電力行業(yè)投資效率看，我國近十多年來呈明顯下降趨勢。

如1995年，每新增一千瓦時發(fā)電量需投入資金約1．3元，2000年至2007年穩(wěn)定在1．5元左右，2012年、2013年卻分別上升為2．8和2元。電網(wǎng)2011年投資為2003年的3．5倍，但新增變電容量僅為2003年的2倍，新增輸電線路長度僅為2003年的1．3倍。從單位GDP電耗和能耗看，我國分別為870千瓦時/萬元和0．7噸標煤/萬元，是世界平均水平的2．1倍和2倍，遠高于美、日、歐等發(fā)達國家，也大幅高于印度、巴西等發(fā)展中國家。以30萬kV的火電機組為例，在峰值階段，可能需要四臺機組同時運行才能滿足實際需求，但是在谷值階段，不僅輸電網(wǎng)承受不了超高的電力輸出，而且實際需求也根本達不到額定的負荷標準，尤為重要的是這種情況下再強調(diào)滿負荷運轉(zhuǎn)已經(jīng)相對的提升了發(fā)電成本。

因此，在谷值的時候，可以考慮根據(jù)實際情況讓其中2臺機組正常運轉(zhuǎn)，如果谷值周期較長的情況下，甚至可以考慮對其它兩臺機組進行停機檢修，當下一個谷值來臨的時候，就可以輪換著使用檢修完畢的兩臺機組。這樣一方面讓機組處于最優(yōu)化的工作環(huán)境中，一方面讓機器設(shè)備實現(xiàn)了周期性的檢修，最主要的一方面是采用這種科學(xué)的規(guī)劃方式，不僅降低了發(fā)電的單位成本，而且直接減少了碳排放。無論從哪個角度上來說都是實現(xiàn)了低碳電網(wǎng)的實際運行。

最后，要對發(fā)電機組的碳排放進行科學(xué)規(guī)劃。在傳統(tǒng)的發(fā)電機組碳排放過程中，雖然也采取了一些環(huán)保措施，但是這些措施基本上都是本著降低硫化物角度考慮的，至于碳排放量的層面涉及的較少。自從國家相關(guān)部門對發(fā)電廠的碳排放采取了量化制約的措施志愿后，發(fā)電機組的碳排放已經(jīng)進入了一個“剛性制約”的時期。利用計算機模擬系統(tǒng)，對不同階段發(fā)電機組的實際運行效果統(tǒng)一展開測算，從而計算出總體的碳排放量，根據(jù)最新的技術(shù)革新手段，對部分碳排放進行二次回收和利用，能夠在一定程度上提升其實際利用率，也能夠最大程度上降低碳排放對環(huán)境造成的污染。

在這個過程將建立一種預(yù)警制約機制，對于碳排放的總量和實時數(shù)據(jù)都進行有效監(jiān)控，如果實時數(shù)據(jù)一旦發(fā)生較大的波動，首先要對碳回收渠道進行巡檢，然后再開展對機組的設(shè)備檢測。這樣一方面提高了機組的實際運行效率，又減少了發(fā)電的實際成本支出，尤為重要的是真正的實現(xiàn)了低碳運行模式。

4 低碳電力系統(tǒng)的展望

低碳電力系統(tǒng)作為“低碳經(jīng)濟”的一個重要組成部分，無論是在未來的經(jīng)濟發(fā)展中，還是在未來的能源輸出過程中，都明顯的占據(jù)了很重要的比重。下階段，首先要解決從外部立法到內(nèi)部制度上對低碳電力系統(tǒng)運行的重視，采用內(nèi)外結(jié)合的形式將低碳電力系統(tǒng)的運行納入到電廠的日常管理重點工作內(nèi)容中，不僅要求管理層樹立低碳運行的指導(dǎo)思想，更需要讓從業(yè)人員在日常工作中保持高度的敏感度，以確保相關(guān)的設(shè)備能夠完全符合低碳運行的相關(guān)要求與路徑。其次要解決低碳經(jīng)濟下的電力機組進一步優(yōu)化措施，廣泛的吸收和借鑒新技術(shù)，讓機組的實際運行進一步降低對能源消耗的依賴，尤其是對煤炭等資源的實際消耗。最后要政府不僅要從行政監(jiān)督上對電廠的實際運行予以督促，而且也要在宏觀上為電廠的低碳運行提供一些傾斜性政策，以便于電廠能夠在一個相對較為寬松的政策環(huán)境中對相關(guān)的設(shè)備進行改造。

5 結(jié)語

習(xí)近平總書記提出“中國正在全面深化改革，發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮政府作用，努力建設(shè)開放型經(jīng)濟新體制。”電力系統(tǒng)的低碳規(guī)劃與運行，也應(yīng)該完全接受市場的檢驗，特別是在市場對資源配置進行重組的過程中，政府起到的是引導(dǎo)作用，而電廠，尤其是火力發(fā)電廠在其中起到的是落實作用。只有不斷的在改革中發(fā)展，將低碳電力系統(tǒng)的運行長期保持在穩(wěn)健及可持續(xù)的狀態(tài)下，那么才真正的符合社會主義市場經(jīng)濟的實際需求。

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作者：申瀟雨     單位：廣東紅海灣發(fā)電有限公司