考虑节能环保及碳捕捉的日发电计划研究

摘要

目前，在全球环境日益恶化的趋势下，能源节约和污染物减排得到各国的高度重视。为落实国家“十一五”规划提出的单位GDP能耗降低20％的战略目标，发电环节将实行新的节能发电调度方式。在国家节能环保的政策下，新的发电调度方式如何与竞价上网的电力市场机组有机结合起来，是一个值得研究的问题。全球气候变暖现象日益严重，目前全球公认的降低二氧化碳排放方法是CCS技术（carbon capture and storage，碳捕获及封存技术）。在传统火力发电厂中，引入CCS技术，即为碳捕集电厂，可实现大规模、高效率的碳减排，具有广泛的应用前景。随着碳减排目标的日益明确，迫切要求在电力调度中考虑碳排放的控制，从而形成了“低碳电力调度”这一新兴的研究领域。因此，研究碳捕集电厂的调度特性，并揭示其对于电力系统运行的作用机制，无疑具有重要的现实意义。
　　首先，针对传统静态划分方法中不能细致描述负荷曲线变化这一缺点，本文提出一种动态划分负荷时段的广义粒子群算法，并运用能量轨迹模拟算法融合子时间段落，提取特征值，本文方法可以更加有效的反映负荷的变化。
　　其次，在市场机制下考虑节能环保因素，建立了兼顾节能环保的多目标日发电计划模型。基于满意度和贴近度将多目标转化为单目标优化模型，并利用最优潮流求解。可根据决策者的主观愿望对目标满意度进行调整，制定出以经济成本低并兼顾污染气体排放量少为目标的日发电计划。
　　最后，针对安装碳捕集装置的发电厂，在日发电计划模型的约束条件中加入对碳捕集系统有功输出的考虑，并在求解最优值过程中引入碳捕集系统的耗能权系数，通过负荷波动决定机组发电出力和机组对碳捕集系统有功输出两者之间的权重，并利用最优潮流方法求解最优值，灵活安排日发电计划。
　　目前，在全球环境日益恶化的趋势下，能源节约和污染物减排得到各国的高度重视。为落实国家“十一五”规划提出的单位GDP能耗降低20%的战略目标，发电环节将实行新的节能发电调度方式。在国家节能环保的政策下，新的发电调度方式如何与竞价上网的电力市场机组有机结合起来，是一个值得研究的问题。全球气候变暖现象日益严重，目前全球公认的降低二氧化碳排放方法是CCS技术（carbon capture and storage，碳捕获及封存技术）。在传统火力发电厂中，引入CCS技术，即为碳捕集电厂，可实现大规模、高效率的碳减排，具有广泛的应用前景。随着碳减排目标的日益明确，迫切要求在电力调度中考虑碳排放的控制，从而形成了“低碳电力调度”这一新兴的研究领域。因此，研究碳捕集电厂的调度特性，并揭示其对于电力系统运行的作用机制，无疑具有重要的现实意义。
　　首先，针对传统静态划分方法中不能细致描述负荷曲线变化这一缺点，本文提出一种动态划分负荷时段的广义粒子群算法，并运用能量轨迹模拟算法融合子时间段落，提取特征值，本文方法可以更加有效的反映负荷的变化。
　　其次，在市场机制下考虑节能环保因素，建立了兼顾节能环保的多目标日发电计划模型。基于满意度和贴近度将多目标转化为单目标优化模型，并利用最优潮流求解。可根据决策者的主观愿望对目标满意度进行调整，制定出以经济成本低并兼顾污染气体排放量少为目标的日发电计划。
　　最后，针对安装碳捕集装置的发电厂，在日发电计划模型的约束条件中加入对碳捕集系统有功输出的考虑，并在求解最优值过程中引入碳捕集系统的耗能权系数，通过负荷波动决定机组发电出力和机组对碳捕集系统有功输出两者之间的权重，并利用最优潮流方法求解最优值，灵活安排日发电计划。

目录

考虑节能环保及碳捕捉的日发电计划研究

RESEARCH ON DAILY GENERATION

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 选题背景和研究意义

1.1.1 节能减排的背景及意义

1.1.2 低碳电力调度背景及意义

1.2 经济调度研究现状

1.2.1 经典经济调度研究概述

1.2.2 最优潮流研究现状

1.3 电力企业节能减排研究现状

1.3.1 电力节能减排所面临的问题

1.3.2 电力节能减排的对策

1.4 电力系统的低碳化研究现状

1.4.1 国内外低碳电力研究现状

1.4.2 中国发展低碳经济的背景及措施

1.4.3 碳捕集电厂概述

1.5 本文研究的主要内容

第2章 基于广义粒子群算法动态划分负荷时段

2.1 引言

2.2 广义粒子群算法

2.2.1 基本粒子群算法简介

2.2.2 广义粒子群算法原理

2.3 能量轨迹模拟算法

2.4 算例分析

2.4.1 IEEE9算例分析

2.4.2 IEEE30算例分析

2.5 本章小结

第3章 市场机制下考虑节能环保的日发电计划

3.1 引言

3.2 模型建立

3.3 解算方法

3.3.1 多目标决策模型

3.3.2 目标满意度与贴近度

3.3.3 构造单目标模型

3.4 IEEE30算例分析

3.5 本章小结

第4章 考虑碳捕捉的日发电计划

4.1 引言

4.2 模型建立

4.2.1 目标函数

4.2.2 约束条件

4.3 解算方法

4.3.1 碳捕集系统的耗能权系数

4.3.2 解算过程

4.4 IEEE30算例分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

附录A IEEE9节点测试系统

附录B IEEE30节点测试系统

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢