基于环境资源价值的能源电力大气耦合规划研究

摘要

近年来，随着经济社会的快速发展，虽然我国大气污染防治工作取得了很大的成效，但大气环境质量现状依然不容乐观，季节性或多发性“雾霾”大气污染事件频发。“十三五”期间，作为我国大气污染防治工作的主要控制对象，能源电力行业环境保护将成为行业发展的“硬约束”，原有以化石能源为主的生产消费结构已无法满足当前环境保护的工作要求，能源-电力-环境结构调整势在必行。
　　本文基于课题组电力-大气耦合系统规划模型的研究基础，考虑电力-大气环境系统参数的不确定性和区间变化的特点，引入区间规划的方法，进一步完善现有研究成果，为决策者提供更有现实意义的决策支持。
　　同时，针对现有研究成果未充分考虑能源系统与电力-环境系统间的互动联系，本文重构了基于大气环境资源有价理念的能源-电力-大气耦合系统，运用区间机会随机约束规划方法(ICCP)处理有效资源利用量不确定性的问题，并考量清洁能源发展水平和随机约束概率水平对规划系统的影响，通过将上述两种因素进行正交设计，最终得到9种情景下的大气环境资源供应计划、电力生产计划、电力扩容计划以及能源供应计划的优化方案。此外，为进一步提高决策质量，本文引入多属性判据决策的方法，通过对系统成本、排污收费成本、煤耗量、新能源发电量及外送电量5项属性值进行权重比例分配，对本文设置的9种情景方案进行优化排序，得出当清洁能源装机容量按照匀速水平发展，煤炭资源供应量维持95％以内的供应水平，案例省电力行业可达到最小发电成本下的最佳发电模式。
　　为实现能源-电力-大气耦合系统规划模型的直观应用，使其具有更强的操作性，本文运用Visual Studio以及SQL等软件开发了基于大气环境资源有偿使用的电力行业规划数据库，该数据库可实现对本文开发的能源-电力-大气耦合规划模型所需基础信息的智能化查询和模型优化过程的自动化处理。软件运行结果表明，该数据库性能稳定、可靠性高且具有高效性、信息全面的特点，可有效提高管理者在电力系统规划过程中的决策效率。
　　上述各项研究成果是对我国现有电力系统管理规划工作的有益探索和补充，有望满足新时期我国电力系统管理规划工作面临的迫切要求。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景

1．1．1 我国主要大气污染物排放总量控制成效

1．1．2 我国大气环境质量现状

1．1．3 “十三五”我国电力行业发展面临的机遇与挑战

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 能源电力系统规划研究现状

1．3．2 电力-大气系统规划研究现状

1．4 主要研究内容

1．5 论文的创新点

第2章 区间两阶段在电力-大气耦合规划模型中的应用

2．1 区间规划方法概述

2．2 基于SO2、NOx及CO2大气环境资源有价理念的区域电力-大气耦合规划模型简介

2．3．1 模型目标函数构建

2．3．2 模型约束条件构建

2．4 案例分析

2．4．1 模型求解

2．4．2 模型优化结果对比分析

2．5 本章小结

第3章 基于ICCP的能源-电力-大气耦合规划模型研究

3．1 能源-电力-大气环境系统不确定性分析

3．2 区间机会随机约束规划方法概述

3．3 能源-电力-大气耦合规划模型构建

3．3．1 模型目标函数构建

3．3．2 模型约束条件选择

3．4 案例分析

3．4．1 案例系统概况

3．4．2 情景设置

3．4．3 模型求解

3．4．4 模型模拟分析与讨论

3．5 本章小结

第4章 基于多属性判据决策的模型模拟情景优化分析

4．1 多属性判据决策优化分析方法简介

4．2 多属性判据决策方法在模拟情景优化分析中的应用

4．2．1 理想解法简介

4．2．2 基于ICCP的能源-电力-大气耦合规划模型模拟情景优化分析

4．3 本章小结

第5章 案例省大气资源有偿使用电力行业规划数据库

5．1 数据库框架结构及功能设计

5．2 数据库概念结构设计

5．3 数据库逻辑结构设计

5．4 数据库物理功能实现流程

5．5 数据库界面设计

5．5．1 数据库主界面设计

5．5．2 登录界面

5．5．3 主功能界面

5．5．4 案例省能源与电力、大气环境概况查询

5．5．5 案例省2008-2013年发电菜单及查询

5．5．6 案例省电力行业规划体系(ICCP模型模拟)及查询

5．5．7 数据库模式下ICCP模型优化模拟运算

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢