低碳电力系统的设计和评估

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低碳背景下建筑电气供配电系统设计要点简析

低碳背景下建筑电气供配电系统设计要点简析

低碳背景下建筑电气供配电系统设计要点简析摘要:供配电系统设计是建筑电气设计工作中的主要内容,供配电系统的正确搭建是整个项目能够正常运行的重要环节,在国家大力倡导2030碳达峰和2060碳中和的“双碳”目标的背景下,广大电气设计工作者在进行供配电系统设计时应将低碳设计理念融入到整个设计过程当中,在合理搭建供配电系统的同时,结合正确的负荷计算与满足节能标准的设备选型,来实现整个供配电系统的节能减碳目标。

关键词:低碳背景;建筑电气;供配电系统设计;要点1配电系统硬件设计文章设计的民用建筑电气工程配电系统硬件采用B/S结构,在变配电室中分别布设2台性能较高的电力变压器。

系统选用树干式供电方式,将封闭母线槽连接到建筑中各层用户的配电箱上。

设置变压器在备用时的切换方式,当配电系统出现故障时,变压器能够自由切换。

系统的低压断路器作为控制与保护民用建筑主体电器的重要硬件,其安全性至关重要。

系统低压断路器在结构方面分为两类:一类是框架式结构,另一类是封闭式结构。

民用建筑与其他建筑具有一定的差异性,通常情况下选择直流封闭式低压断路器。

民用建筑电气工程配电系统的变压器能够有效降低能源消耗,文章采用负荷率在65%~80%范围内的变压器。

根据电气工程配电系统的实际应用情况,调节变压器的容量。

配电系统中的电力监控仪表作为采集电力数据的重要仪器,对配电系统的运行具有一定的影响。

文章选用开关电源控制电力监控仪表,实时转换民用建筑电气工程所用的交流电,扩大电压的输入范围,使配电系统能够应用于各项民用建筑电气工程。

采用FSTN液晶显示,提高电表控制的精确度,结合温度补偿芯片,获取配电系统运行的温度变化。

配电系统电表的核心控制器采用MCU型号,具有16位指令芯片,外接扩展接口种类丰富,在家用电器中应用广泛,具有运算速度快、内存存储量大的优势。

2电气设备选型2.1电力变压器的选择1)电力变压器的能效水平应高于能效限定值或能效等级3级的要求。

配电低碳方案

配电低碳方案

配电低碳方案随着环保意识的增强,低碳经济已经逐渐成为世界各国的发展方向。

在工业生产中,配电系统是消耗能源的一个重要环节,因此如何实现配电低碳化已经成为了当今电力领域必须面对的问题。

本文将探讨配电低碳化的实现方法和具体措施。

配电低碳化的必要性目前,全球的碳排放已经到达了一个非常高的水平,气候变化也给人类带来了很大的生存压力。

而在能源领域,电力是其中最大的碳排放来源之一,其中配电系统所消耗的能源占比较大。

因此,实现配电低碳化成为了当今必须解决的问题。

配电低碳化的实现方法1.应用低碳技术在配电系统当中,应用低碳技术可将其能源消耗大幅降低。

例如,应用高效节能电机可以节省很大一部分电能;采用高效节能的变压器可以使配电系统的功率损耗降低;使用高效节能的照明器材也可降低配电系统的能源消耗。

2.配电网络优化配电低碳化的另一个方法是优化配电网络。

通过优化网络结构和架构,可以减少电压下降的情况,减少线路损耗和能量浪费,从而减少能源消耗。

同时,合理规划配电系统的容量可以避免系统不必要的过剩,降低能源浪费。

3.多能互补应用可再生能源的应用将逐渐代替传统的能源消耗方式,例如,将太阳能、风能等多种可再生能源与电力系统相结合,可以使整个配电系统变得更加稳定和可靠,同时减少对传统能源的依赖,降低碳排放。

4.节约用电配电低碳化必须伴随着节约用电的观念。

通过培养用电合理的习惯和观念,避免不必要的能源浪费,减少碳排放。

配电低碳化的具体措施1. 引入新技术在配电系统中引入新技术是实现低碳化的必要措施。

例如,采用新的变压器设计和制造技术,在变压器的制造过程中,使用新型的材料和工艺技术,可以使能源损失降至最低。

此外,在照明设备中采用更节能的LED技术,同样可以实现能源消耗的降低。

2. 加强监测管理加强配电系统的监测管理,及时发现系统中存在的问题,并采取合适的措施加以解决,可以使整个配电系统的能源效率和稳定性都得到保障。

3. 实行科学的配电系统设计科学的配电系统设计是实现低碳化的重要措施之一。

电力系统碳排放时序模拟与预评估技术导则

电力系统碳排放时序模拟与预评估技术导则

电力系统碳排放时序模拟与预评估技术导则引言随着全球对环境问题的关注度不断提高,减少温室气体排放已成为各国共同的目标。

电力系统作为一个重要的碳排放来源,对其进行时序模拟与预评估具有重要意义。

本文将介绍电力系统碳排放时序模拟与预评估技术导则,包括相关概念、方法、工具和应用。

1. 概述电力系统碳排放时序模拟与预评估旨在通过建立数学模型,模拟电力系统的运行和发展趋势,进而预测和评估其碳排放情况。

这有助于制定合理的政策和措施,推动低碳发展。

2. 方法2.1 数据收集与处理收集并整理电力系统相关数据,包括发电设备容量、燃料消耗量、发电效率等,以及能源市场价格、碳排放因子等。

对数据进行清洗和处理,确保其准确性和一致性。

2.2 建立数学模型基于收集到的数据,建立电力系统的时序模型。

可以采用线性规划、动态规划、系统动力学等方法,对电力系统的运行和发展进行建模。

2.3 碳排放模拟利用建立的数学模型,模拟电力系统的运行情况,并计算碳排放量。

考虑各种因素的影响,如供需关系、能源结构、发电效率等。

2.4 预评估与优化根据模拟结果,对电力系统的碳排放情况进行预测和评估。

分析不同情景下的碳排放水平,为制定低碳政策和措施提供科学依据。

通过优化电力系统结构和调整运行策略,降低碳排放量。

3. 工具与软件3.1 模型建立工具常用的模型建立工具包括MATLAB、Python等。

这些工具提供了丰富的数学建模函数和算法库,便于构建复杂的电力系统模型。

3.2 数据处理工具数据处理工具如Excel、Python pandas等可用于数据清洗、整理和统计分析。

这些工具能够高效地处理大量数据,并生成可视化结果。

3.3 碳排放计算软件一些专门用于碳排放计算的软件,如PROMOD、LEAP等,可以根据电力系统的实际情况进行碳排放模拟和评估。

4. 应用案例4.1 地区电力系统碳排放预评估利用时序模拟与预评估技术,对某地区的电力系统进行碳排放预评估。

分析不同能源结构和发展趋势下的碳排放水平,并提出相应的减排建议。

电力系统碳排放及低碳电力系统规划

电力系统碳排放及低碳电力系统规划

电力系统碳排放及低碳电力系统规划在低碳背景下,低碳电力工业支撑着我国低碳国民经济发展,同时能够加快环境保护和节能减排目标的实现。

低碳电力系统是对传统电力系统的一种创新,是电力系统可持续发展的必然趋势。

低碳电力系统规划能够保证电力系统的稳定运行,而且能够节约大量的资金,能够让电力工业的经济效益和社会效益相统一。

因此,研究电力系统碳排放及低碳电力系统规划具有非常重要的现实意义。

1电力系统碳排放合理控制的意义1.1符合低碳发展战略环境保护和资源节约是当今时代的主题,在这个主题背景下,我国开始实行低碳发展战略,希望以此实现节能减排的目标。

电力系统碳排放合理控制符合低碳发展目标,对于我国的低碳电力工业发展有着促进作用。

在控制过程中,政府和投资商共同出资,协同构建项目公司,建立新能源电力系统,不仅能够促进新能源的使用,而且符合绿色能源战略,实现了能源结构的优化升级。

政府通过财政政策来提供充足的资金支持,通过法律来维持公司的合法运转,能够实现电力工业的创新发展。

在能源投资环境中,政府将能源重新分配,优化投资容量,既能够满足低碳排放要求,又促进了低碳发展战略的实施。

1.2适应电力系统调度传统的电力系统发电出力非常强,冲击波动大,电力系统调度非常困难,对系统的安全性也有很大的影响。

电力系统碳排放合理控制促使低碳电力系统出现,适应电力系统调度,实现了绿色发电上网,保证了系统的安全性,能够满足大量的电力需求。

低碳电力系统是型电力系统,相对于传统电力系统来说,社会价值更高,能够利用绿色发电调度来代替传统的经济发电调度,促进了节能发电调度模式的应用,实现电力系统经济性和安全性的统一。

低碳电力系统的波动性非常小,在机组调度过程中,能够快速响应调度,而且能够做出正确的调度决策,推进了智能电网的建设。

另外,低碳电力系统具有间歇性,能够给机组调度足够的缓冲,能够有效保证系统的正常运转,减少了系统故障问题的发生。

1.3促进电网企业发展电网企业是电力系统的管理主体,承担着提高电力能源使用效率的重要工作。

电力工程建设实现电力系统的低碳减排目标的技术途径

电力工程建设实现电力系统的低碳减排目标的技术途径

电力工程建设实现电力系统的低碳减排目标的技术途径随着全球能源需求的不断增长,传统的化石燃料电力发电方式带来的碳排放问题日益凸显。

为了应对气候变化和环境保护的压力,电力系统需要实现低碳减排目标。

在电力工程建设中,采用一系列技术途径可以显著降低电力系统的碳排放,从而达到低碳减排的目标。

一、新能源发电技术新能源发电是实现低碳减排的重要途径之一。

太阳能、风能、水能等可再生能源作为清洁能源,具有很低的碳排放。

通过增加新能源发电的比例,可以减少对煤炭、石油等传统能源的依赖,进而降低电力系统的碳排放。

此外,新能源与储能技术的结合也可以解决可再生能源的间歇性弊端,提高电力系统的可靠性和稳定性。

二、能效改进与节能技术提高电力系统的能效和应用节能技术是减少碳排放的有效手段。

在电力工程建设中,可以采用高效节能的发电设备,如高效燃气轮机、新型火电机组等,提高发电效率。

此外,还可以通过升级改造现有电力设施,提高传输、配电与终端设备的能效。

在供电过程中,智能能源管理系统的应用也能够有效提高能源利用效率,实现节能减排的目标。

三、碳捕捉与碳封存技术碳捕捉与碳封存技术是通过捕捉和封存燃煤电厂等碳排放源的二氧化碳,实现低碳减排的重要手段。

电力工程建设中可以采用碳捕捉技术,将燃煤电厂等碳排放源的二氧化碳进行捕捉、净化和封存,防止其进入大气中,从而减少碳排放。

此外,还可以利用二氧化碳进行资源化利用,如注入油田增加采收率,或者利用二氧化碳生产有机化学品等,实现碳的循环利用。

四、电力系统优化调度技术电力系统的优化调度可以减少碳排放,实现低碳运行。

通过建立优化调度模型和算法,对电力系统的发电机组、负荷和储能设备进行合理调度,可以实现电力系统的低碳运行。

例如,在供需平衡的前提下,合理选择发电机组的运行组合和负荷分配,可以降低整个系统的碳排放。

此外,还可以将电力系统与清洁能源的预测和市场交易等进行结合,进一步优化系统的运行效果。

综上所述,电力工程建设实现电力系统的低碳减排目标的最关键的技术途径包括新能源发电技术的应用、能效改进与节能技术的推广、碳捕捉与碳封存技术的采用以及电力系统优化调度技术的应用。

电力系统碳排放计量与分析方法综述

电力系统碳排放计量与分析方法综述

电力系统碳排放计量与分析方法综述一、本文概述随着全球气候变化问题日益严重,减少碳排放、实现低碳发展已成为全球共识。

作为能源转换和传输的核心系统,电力系统在碳排放中占据重要地位。

对电力系统碳排放进行准确计量和科学分析,对于制定有效的减排策略、促进低碳能源转型具有重要意义。

本文旨在对电力系统碳排放计量与分析方法进行综述,旨在梳理现有研究成果,分析不同方法的优缺点,并探讨未来研究方向。

本文首先介绍了电力系统碳排放的来源和特点,包括发电、输电、配电等环节的碳排放情况。

随后,综述了电力系统碳排放计量的主要方法,包括基于排放因子法、质量平衡法、生命周期评价法等不同方法的原理、应用和适用范围。

在此基础上,本文进一步分析了电力系统碳排放的影响因素,包括能源结构、发电技术、负荷特性等因素对碳排放的影响机制。

本文还探讨了电力系统碳排放分析方法的研究进展,包括基于数据分析、模型模拟、机器学习等技术在碳排放分析中的应用。

这些方法不仅提高了碳排放分析的准确性和效率,还为制定减排策略提供了有力支持。

本文总结了现有研究的不足和未来研究方向,包括加强多尺度、多时空维度的碳排放分析,完善碳排放计量方法的准确性和可靠性,以及推动跨学科、跨领域的合作研究等。

通过本文的综述,期望能够为电力系统碳排放计量与分析提供有益的参考和借鉴。

二、电力系统碳排放的基本概念随着全球气候变化和环境问题日益严重,碳排放已成为各国政府和社会各界关注的焦点。

在电力系统中,碳排放主要源于化石燃料的燃烧过程,尤其是煤炭和天然气。

了解和掌握电力系统碳排放的基本概念,对于有效减少温室气体排放、实现可持续发展具有重要意义。

电力系统碳排放主要是指在电力生成、传输和分配过程中产生的二氧化碳(CO)排放。

这些排放主要来自于燃煤、燃气等化石燃料的燃烧,以及电力设备运行过程中产生的间接排放。

直接排放是指燃料燃烧过程中直接释放到大气中的CO,而间接排放则是指因电力生产而产生的其他过程,如电力传输和分配过程中的损失,以及电力使用过程中的排放。

电力系统碳排放及低碳电力系统规划

电力系统碳排放及低碳电力系统规划摘要:电力系统实现一次能源向二次能源的转换以及电能的输配和使用,是国民生产中碳排放水平最高的部门之一。

对低碳经济发展的压力以及我们的节能政策的通过将对发展造成许多挑战。

作为连接电力生产和消费的电力供应系统中的一个节点,电网企业的主要职能是:与电力规划、运作和供电方面的投资有关的问题。

在低碳发展的新时代,规划对主要商业网络的投资,企业经营将面临许多挑战和风险。

基于此,本文将对电力系统碳排放及低碳电力系统规划进行分析。

关键词:电力系统;碳排放;电力系统规划1 低碳经济的概念低碳经济,是指以低能耗、低污染、少排放为基础对国民经济加以建设的方法,低碳经济的重要内涵就是提高对洁净资源的合理使用,以增加资源效益,在中国社会主义市场经济建设中保证对二氧化碳排放和吸收的均衡。

在低碳经济中,碳排放和低碳能源利用是低碳经济建设的关键,其中低碳电力系统是我国第一国民经济发展的主要支柱,能够有效推动我国国民经济进步,促进节能减排目标的落实,同时,低碳电力系统还能够确保电力系统的稳定运行,降低电力企业运营的成本,提高电力企业的经济效益和社会效益。

2 促进电力系统低碳化的意义随着经济社会的发展,民众大多采用节能减排的生活方式,以减少环境污染,节约能源。

在此背景之下,我国推出了低碳发展的战略方案,希望通过这种方式来节约资源、减少二氧化碳的排放,而低碳电力系统的采用能够节能减排,符合低碳发展的目标,能够在一定程度上促进我国低碳电力产业的发展。

传统的电力系统在进行调动时具有一定的困难,对于系统的安全性也有一定的影响。

而使用低碳电力系统可以使电力系统的调度变得更加简便,系统的安全性还也到了保障,可以满足用户大量用电的需求。

低碳电力系统波动小,在机组进行调度时,系统能够在较短的时间内对调度进行相应,并且还能够根据调度作出最优的选择,因此,使用低碳电力系统还在一定程度上推进了智能电网方案的实施。

另外,低碳电力系统可以给机组调度预留充足的缓冲时间,使系统能够正常运转,降低了故障发生的概率。

电力系统绿色低碳标准体系建设指南

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电力系统绿色低碳标准体系建设指南

英文回答:The establishment of a green and low-carbon standard system for the power industry is a crucial endeavor in advancing the sustainable development of the energy sector. The attainment of this objective necessitates the formulation of aprehensive set of guidelines and standards to ensure the efficient and environmentally responsible operation of power generation, transmission, and distribution. The standard system should epass various facets of the power industry, including but not limited to energy efficiency, emissions reduction, integration of renewable energy sources, grid stability, and environmental impact assessment. Through the implementation of a clear and well-documented standard system, the power industry can uphold itsmitment to sustainability and environmental stewardship.为电力工业建立绿色和低碳标准体系是推动能源部门可持续发展的一项关键努力。

电力系统碳排放的时序模拟与预评估技术导则

电力系统碳排放的时序模拟与预评估技术导则电力系统碳排放的时序模拟与预评估技术导则序号:1引言:在当前全球温室气体排放不断增加的背景下,电力系统碳排放成为了人们关注的焦点。

深入了解电力系统碳排放的时序模拟与预评估技术,对于制定低碳发展策略和减少温室气体排放具有极其重要的意义。

本文将探讨电力系统碳排放的时序模拟与预评估技术的现状和发展方向。

序号:2电力系统碳排放时序模拟的意义:电力系统是重要的温室气体排放来源之一,了解其碳排放特征对于能源政策制定和碳排放削减目标的实现至关重要。

通过时序模拟,可以更加准确地估计和预测电力系统碳排放量,帮助决策者制定减排策略和优化发电方案。

序号:3电力系统碳排放时序模拟的方法:(1)收集数据:收集电力系统运行数据,包括电力负荷、发电结构、燃料消耗和排放系数等。

这些数据可以通过电力公司、能源部门和相关研究机构获取。

(2)建立模型:根据收集到的数据,建立电力系统碳排放模型。

可以采用蒙特卡洛模拟、基于物理模型的方法或者机器学习等方法来建立模型,以尽可能准确地反映电力系统的运行特征。

(3)模拟分析:利用建立的模型,进行电力系统碳排放的时序模拟分析。

可以通过改变发电结构、优化电力负荷和控制燃料消耗等手段,评估不同情景下的碳排放水平和变化趋势。

序号:4电力系统碳排放预评估技术的意义:预评估技术可以帮助决策者在实施措施之前,对碳排放水平进行评估和预测。

这样可以避免投资方向偏差和碳排放目标未达成的风险,为决策者提供科学依据。

序号:5电力系统碳排放预评估技术的方法:(1)情景分析:根据不同的发展情景,评估未来能源需求和发电结构。

情景分析可以采用多种方法,如趋势分析、系统动力学建模和能源需求预测等。

(2)碳排放预测:基于情景分析的结果,预测未来电力系统的碳排放水平。

可以利用统计模型、回归分析或者模型组合等方法进行预测。

(3)评估措施效果:评估不同的碳排放减少措施对于电力系统碳排放的影响。

可采用敏感性分析、模拟实验和优化算法等方法,为决策者提供参考意见。

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低碳电力技术基础低碳电力系统的设计与评估总结报告【模型背景】已知某一地区电网2020年的负荷预测情况、现有机组及待建机组的情况,在所给信息的基础上设计该地区2020年的低碳发展方案,在满足各约束条件的情况下,完成下面的任务:1.电源发展方案设计分别以碳排放和建设成本最小为目标,设计两种不同的电源规划方案,要求满足负荷电力电量及正负备用等约束条件;2.机组出力运行评估在两种所设计的电源规划方案的基础上,依据给定的冬夏两个典型日的日负荷曲线分别安排各类机组的出力序列,使得系统满足负荷平衡条件,同时计算该地区2020年发电侧排放总量和投资总额,并对各电源发展方案下的系统运行情况进行分析。

【电源发展方案设计】1.以碳排放最小为目标1.1设计思路在给定了2020年负荷预测的基础上,所选取的待建电厂和已有电厂在满足了2020年总负荷电力电量和各时段的正负备用约束和对于各机组最大最小出力和利用小时数的约束前提下,应该尽量使碳排放最小,在本模型中认为只有火电才会产生碳排放。

这是一个线性规划问题,构造的模型表述如下:(1)目标函数:总碳排放最小;(2)约束条件:①机组年发电总电量负荷2020年预测;②机组满足正备用和负备用要求③机组满足利用小时数的限制1.2模型建立决策变量x:向量长度17,用于表示待建的17个电厂,为两值变量只能够取0和1,分别代表建电厂和不建电厂;系数向量capacity:向量长度17,为对应17个电厂的装机容量;系数向量hour:向量长度17,分别对应17个待建电厂的最大利用小时数;系数向量Pmax:向量长度17,表示17个电厂中可提供备用的电厂的最大出力(其中风电场为0),考虑到冬季对于水电厂的出力限制,取冬季的最大出力;系数向量Pmin:向量长度17,表示17个电厂中可提供备用的电厂的最小出力(其中风电场为0);系数向量emission:向量长度17,表示会产生二氧化碳的电厂的容量,对于不产生二氧化碳的电厂对应为0;对应的还有已建电厂的相关系数向量,如capacity0,hour0等,其含义与上面相同,只不过对应的是已建电厂的参数,这里不再赘述。

目标函数表达式为:∑x emission8500*(i)(i)机组年发电总量约束表达式为:hour hour∑⨯⨯+∑⨯>=⨯(i)capacity(i)x(i)0(j)capacity0(j)140010000机组正备用约束为(最大负荷预测为2150万千瓦):∑⨯+∑>=⨯Pmax(i)x(i)P0max(j)2150 1.1机组负备用约束为(最小负荷预测为1020万千瓦):∑⨯+∑<=⨯Pmin(i)x(i)P0min(j)10200.91.3模型求解利用Lingo进行该线性规划的求解,求解程序如下所示(程序中对系数赋值部分不再给出,详细程序见附件,这里只给出求解部分):求解得到的结果如下:可见在以碳排放最小为目标时,所得到的要建的电厂中水电、风电、核电全部建设了,另外还有三个火电。

这是由于在本模型中只有火电才会产生碳排放,所以在建设时会有限建设非火电的电厂,但由于发电量的限制还是需要建设火电厂。

2.以建设成本最小为目标2.1设计思路在以建设成本为最小目标选择建设电厂时,约束条件并没有改变,只有目标函数发生了改变,所以可以采用跟上面相同的方法。

2.2模型建立系数向量cost:向量长度17,用于表示17个待建电厂的建设成本;决策变量和其他的系数向量和上面模型中相同。

目标函数:t∑⨯cos(i)x(i)机组年发电总量约束表达式为:∑⨯⨯+∑⨯>=⨯hour hour(i)capacity(i)x(i)0(j)capacity0(j)140010000机组正备用约束为(最大负荷预测为2150万千瓦):∑⨯+∑>=⨯Pmax(i)x(i)P0max(j)2150 1.1机组负备用约束为(最小负荷预测为1020万千瓦):∑⨯+∑<=⨯Pmin(i)x(i)P0min(j)10200.92.3模型求解同样利用Lingo进行求解,程序中计算部分如下所示:求解得到的结果如下表所示:在以建设成本最小为目标时,根据结果可知,所建设的电厂有两个水电厂其余均为火电厂,这是由于火电厂单位容量的造价相比于其他几种电厂低,所以由于建造火电厂,但是由于负备用的约束,只能够加两个水电厂来提高负备用。

总的建设成本为540亿元。

【机组出力运行评估】1. 在碳排放最小方案下的出力运行评估1.1 设计思路在电源的发展方案设计中,在碳排放最小的目标下已经确定了将要建设的电厂,一共有10个电厂,所以现在就是规划加上已经有的电厂一共29个电厂的出力序列。

由于设计要求中没有给定目标函数,这里可以选取碳排放最少或者发电成本最低作为目标函数,在本次设计中采用碳排放最少作为目标函数。

构造的模型描述如下:目标函数:碳排放量最小;约束条件:①时刻满足负荷平衡约束;②各机组的年最大发电量约束;③时刻正备用约束;④时刻负备用约束;⑤机组爬坡约束;⑥ 机组出力大小约束; 1.2 模型建立机组年最大发电量约束、正负备用约束与在电源发展方案中的相似,不再重复说明。

由于发电侧和用电侧的负荷应该时刻相等,所以所有的发电机组出力之和应该和预测负荷相等,则负荷平衡约束的表达式为:1(i,j)capacity(j)load1(i)2(i,j)capacity(j)load 2(i)j j rate rate ∑⨯=∑⨯=各机组应该满足最大发电量约束,该约束表达式为:(185rate1(i,j)1802(i,j))capacity(j)hour(j)capacity(j)i rate ∑⨯+⨯⨯<=⨯在单位时间,各机组的出力变化不能超过一个限定值,在本模型中认为在一个小时,机组的出力变化不能超过该机组最大出力的15%,因此约束表达式为:|rate1(i,j)-rate1(i+1,j)|<=0.15|rate2(i,j)-rate2(i+1,j)|<=0.15各机组处理大小指,机组出力不能超过此刻机组可出力的最大值,不能够小于机组出力的最小值,此约束的表达式为:1(i,j)rate_min(j)2(i,j)rate_min(j)1(i,j)rate1_max(j)2(i,j)rate 2_max(j)rate rate rate rate >=>=<=<=(对任意j 成立)目标函数如下:(185rate1(i,j)180rate 2(i,j))capacity(j)emission(j)i j ∑∑⨯+⨯⨯⨯相关参数的解释如下:决策变量1(i,j),rate 2(i,j)rate :均为24行29列的矩阵,1(i,j)rate 表示在冬季典型日标号为j 的机组在时间点i 时刻的出力占最大出力的比例,而rate2(i,j)表示夏季典型日里面标号为j 的机组在时间点i 时刻的出力占最大出力的比例,由于每台机组的年发电量存在约束,所以对于冬季典型日和夏季典型日机组的出力序列应该同时考虑;系数向量1load ,2load :向量长度为24,分别表示冬夏两个典型日各个时刻的预测负荷; 系数向量_max1wind ,_max 2wind :向量长度为24,分别表示冬夏两个典型日的风力特性曲线;系数向量_min rate :向量长度为29,表示各个机组的最小出力比例;系数矩阵1_max rate ,2_max rate :24行29列的系数矩阵,分别表示冬夏两个典型日中各个机组各个时间点的最大允许出力比例; 1.3 模型求解利用Lingo 对上面构造的模型进行最优化求解,程序的求解部分如下所示:利用Lingo 中的函数将得到的机组出力序列输出到Excel 表中,详细结果见附表。

在该出力序列下,该地区电厂年总碳排放为7791.4万吨。

2. 在建造成本最低方案下的出力运行评估 2.1 设计思路由于两种电源规划方案不同的地方就是电厂选取的不同,在该方案下,计算处理序列时仍然以碳排放最小作为目标函数,求解方法与上面求解相同。

2.2 模型建立由于在这种方案下,电厂选择与低碳方案下的选择不同,但是对于各个机组的各种约束条件并没有改变,所以只需修改相关系数的值,约束条件跟上一种方案下的相同,故不再重复。

2.3模型求解由于约束条件均没有改变,所以利用LINGO计算的程序只是相关的系数向量或者系数矩阵发生了变化,所以程序的求解部分相同。

同样将求解得到的各机组的发电出力序列输出到EXCEL中,在建设成本最小电源方案下,得到的目标函数的最优解为9176.9万吨。

【不同电源方案评估】由机组出力运行评估中已经计算得到了两种不同的电源发展方案对应的年碳排放。

在考虑两种发展方案的2020年投资总额时,分为两部分:建设成本和发电成本。

其中建设成本可以根据所建的电厂计算得出。

对于发电成本,首先应该知道各类发电机组的单位发电成本,在进行计算时,我从网上找了一些各类发电机组的发电成本,以此作为计算依据,如下所示(假设2020年的各类发电机组的成本不变):另外,考虑到2020年可能的低碳政策,这里发电成本计算碳排放成本,由给出的数据碳价取50元/吨。

由此,计算得到的两种电源发展方案下的2020年投资额和碳排放总量汇总如下:所以得到如下结论:1. 虽然建设成本最小的电源方案电厂的建设成本要比碳排放最小方案的建设成本小,但是当考虑了碳价时碳排放最小方案对应的发电成本反而较小;2. 碳排放最小的电源发展方案优点在于后期发电成本较小,相对于另一种方案更加环境友好复合未来电厂的发展方向,但是由于电厂的建设成本较高所以电厂建设前期相对投资较多也是其一个缺点;3. 建设成本最小的电源规划方案有点在于其电厂的建设成本较低,但是其在碳交易体系下的后期发电成本则相对另一种方案成本较高。

【电网电源规划发展建议】电网电源的发展方向主要包括这两种方案,从上面计算得到的结果来说,若从长远来看,在火电的碳处理技术没有太大改变的前提下,应该按照碳排放最小方案方向发展。

虽然电厂的建设成本较高,但是该类电厂结构后期的发电成本较低,当电厂持续运行几年之后,总成本则会低于另一种方案。

另外,从电厂的建造结果中发现,在这种方案下,水电风电建造较多,由于水电的处理水平没有较大的限制,可以提供足够大的备用负荷,并且发电成本较低,这也是这种发展方案的一种优势。

相对的,如果在未来几年,碳捕集技术能够取得较大的发展,如果能够有效降低火电厂的碳排放强度,则可能即使在碳交易体系的影响下,这种发展方案的后期发电成本也不会太高,则也是一种可行的方案。

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