计及环境及经济性的含风电电力系统协调优化调度研究

摘要

随着能源短缺与环境污染问题的日益严峻，以单一发电成本为目标函数的传统经济调度模式，已难以满足国家“节能减排”的宏观战略要求，同时兼顾节能减排和经济效益的新型环境经济调度，逐渐成为电力行业的研究热点。另外，风力发电作为最具竞争力的可再生能源之一，促进了电力系统低碳无污染的发展进程，但风电出力的随机性和低可控性增加了电力系统的调度难度。本文正是以新形势下调度系统新的特性为切入点，试图对传统调度模型做出改进使其可以适应新形势的发展。为此，本文对考虑环境成本及碳交易的风-火联合调度问题进行了如下研究。 首先，在介绍现阶段我国普遍使用的脱硫脱硝方法及相关技术的基础上，分析了脱硫脱硝装置运行成本以及研究环境成本对风火联合经济调度的影响；通过分析碳交易原理及碳排放初始配额的几种分配方式，研究基于我国碳权配额方式计算碳交易成本及碳交易对风-火联合调度的影响。 其次，为了兼顾电网运行的安全、经济以及环保性，提出考虑环境成本及网络约束的调度模式，构建了考虑脱硫、脱硝等环境成本以及网络传输约束的风火联合发电调度模型，在保证电网安全运行的前提下，既降低 SO2、NOx的排放，同时提高风电上网容量。该模型以系统运行成本最小为目标，在传统含风电经济调度基础上，综合考虑火电机组成本、环境成本、风电运行成本以及网络传输约束等因素，通过改进遗传算法对模型进行求解。仿真算例对传统含风电调度方法和本文方法进行了比较分析，验证了模型的正确性和所提方法对于拓展电网风电消纳空间、节约调度成本、改善环境效益的有效性。 最后，为进一步响应国家低碳减排的号召，在减少 SO2、NOx污染排放的同时能够减少CO2的排放。基于此，在前一章研究的基础上，提出了一种新型的低碳经济调度模型，模型包含了计及碳交易后的火电运行成本、风电运行成本以及环境成本，考虑到风电不确定性增加了系统旋转备用容量，从而增加了火电机组的碳排放量，本文在计算碳排放量时对火电的碳排放做了一定的补偿。仿真算例对三种调度模式进行了比较，分析了碳交易价格变化对碳排放总量以及经济成本的影响，结果表明本文所提模型有效可行。本文研究工作可为电网调度部门安排日前经济调度计划提供依据。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 环境成本与碳交易对风-火联合调度的影响

2.1 环境成本对风-火联合系统调度的影响研究

2.2 碳交易对风-火联合调度的影响研究

2.3 本章小结

第3章 考虑环境成本的风-火联合发电调度

3.1 计及环保的含风电经济调度模型

3.2 确定优化算法

3.3 算例分析

3.4 本章小结

第4章 计及碳交易及环境成本的风-火联合调度

4.1 碳交易模型

4.2 计及碳交易及环境成本的风-火联合调度模型

4.3 模型求解思路

4.4 算例分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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致谢