【摘要】電力系統(tǒng)大力發(fā)展低碳模式，不僅僅關(guān)系到運(yùn)營成本的問題，還涉及到為數(shù)眾多的火電廠碳排放對(duì)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(duì)低碳電力系統(tǒng)的規(guī)劃與運(yùn)行優(yōu)化路徑進(jìn)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(shí)際工作效率，而且還能最大程度的降低運(yùn)營成本，尤為重要的是因?yàn)樘寂欧畔鄬?duì)減少了，對(duì)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(gè)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(shí)際情況來看，涉及低碳電力系統(tǒng)的規(guī)劃主要包括了對(duì)低碳電源與低碳電網(wǎng)的兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。從低碳電源的角度上來說，是與前期的負(fù)荷預(yù)測有直接關(guān)系的，如果在整個(gè)電網(wǎng)投入實(shí)際運(yùn)營之后再進(jìn)行改造，無論是從成本支出的角度上，還是從機(jī)組工作效力與效率的角度上來說都不是十分的經(jīng)濟(jì)，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(duì)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(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行綜合分析。目前輸電線路的實(shí)際損耗過高，是導(dǎo)致輸電成本激增的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能夠采用新技術(shù)對(duì)輸電線路的運(yùn)行進(jìn)行改造，最大程度的降低輸電損耗的實(shí)際支出，就已經(jīng)為電網(wǎng)的低碳運(yùn)行打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)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(shí)際損耗過大的一個(gè)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(shí)現(xiàn)低碳電網(wǎng)運(yùn)行的突破口。

3低碳電力系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化

需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，個(gè)別觀點(diǎn)認(rèn)為低碳運(yùn)行的電力系統(tǒng)其本質(zhì)應(yīng)該從立項(xiàng)初期就定位在新興能源結(jié)構(gòu)上，這其實(shí)是對(duì)低碳電力系統(tǒng)運(yùn)行的一種誤讀，因?yàn)橄啾容^風(fēng)能、太陽能這些新興能源需要對(duì)客觀環(huán)境存在一定限制而言，火電電力系統(tǒng)對(duì)于地理位置幾乎沒有什么過多的要求，火電的存在對(duì)于緩解區(qū)域范圍內(nèi)的電力緊張，對(duì)于降低遠(yuǎn)距離或者超遠(yuǎn)距離輸電過程中出現(xiàn)的電力損耗也是一種補(bǔ)充，其實(shí)這在一定的意義上就已經(jīng)顯示胡了低碳的效力來了。

對(duì)于那些已經(jīng)實(shí)際投入運(yùn)行的火力電廠而言，要想實(shí)現(xiàn)低碳電力系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化，在經(jīng)過科學(xué)的論證之后，可以從發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行角度來實(shí)現(xiàn)性能的整體優(yōu)化。首先，要確定發(fā)電機(jī)組的低碳運(yùn)行模目標(biāo)。發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)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(jī)組低碳運(yùn)行作為工作目標(biāo)，這樣才能有效的做到節(jié)約成本。

其次，要對(duì)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。這是法典機(jī)組實(shí)現(xiàn)運(yùn)行優(yōu)化，確保電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)的關(guān)鍵。因?yàn)轭A(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(jī)組的實(shí)際運(yùn)行優(yōu)化方案并不涉及到發(fā)電機(jī)組的實(shí)際輸出總電量。主要是把參與實(shí)際工作的若干個(gè)不同機(jī)組，按照其最優(yōu)化輸出功率的比例，來分配系統(tǒng)有效負(fù)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(shí)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(shí)/萬元和0．7噸標(biāo)煤/萬元，是世界平均水平的2．1倍和2倍，遠(yuǎn)高于美、日、歐等發(fā)達(dá)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(jī)組為例，在峰值階段，可能需要四臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行才能滿足實(shí)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(shí)際需求也根本達(dá)不到額定的負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，尤為重要的是這種情況下再強(qiáng)調(diào)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)相對(duì)的提升了發(fā)電成本。

因此，在谷值的時(shí)候，可以考慮根據(jù)實(shí)際情況讓其中2臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果谷值周期較長的情況下，甚至可以考慮對(duì)其它兩臺(tái)機(jī)組進(jìn)行停機(jī)檢修，當(dāng)下一個(gè)谷值來臨的時(shí)候，就可以輪換著使用檢修完畢的兩臺(tái)機(jī)組。這樣一方面讓機(jī)組處于最優(yōu)化的工作環(huán)境中，一方面讓機(jī)器設(shè)備實(shí)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(gè)角度上來說都是實(shí)現(xiàn)了低碳電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行。

最后，要對(duì)發(fā)電機(jī)組的碳排放進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。在傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)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(duì)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(jī)組的碳排放已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)“剛性制約”的時(shí)期。利用計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，對(duì)不同階段發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效果統(tǒng)一展開測算，從而計(jì)算出總體的碳排放量，根據(jù)最新的技術(shù)革新手段，對(duì)部分碳排放進(jìn)行二次回收和利用，能夠在一定程度上提升其實(shí)際利用率，也能夠最大程度上降低碳排放對(duì)環(huán)境造成的污染。

在這個(gè)過程將建立一種預(yù)警制約機(jī)制，對(duì)于碳排放的總量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都進(jìn)行有效監(jiān)控，如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一旦發(fā)生較大的波動(dòng)，首先要對(duì)碳回收渠道進(jìn)行巡檢，然后再開展對(duì)機(jī)組的設(shè)備檢測。這樣一方面提高了機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率，又減少了發(fā)電的實(shí)際成本支出，尤為重要的是真正的實(shí)現(xiàn)了低碳運(yùn)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(jì)”的一個(gè)重要組成部分，無論是在未來的經(jīng)濟(jì)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(duì)低碳電力系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行納入到電廠的日常管理重點(diǎn)工作內(nèi)容中，不僅要求管理層樹立低碳運(yùn)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(yùn)行的相關(guān)要求與路徑。其次要解決低碳經(jīng)濟(jì)下的電力機(jī)組進(jìn)一步優(yōu)化措施，廣泛的吸收和借鑒新技術(shù)，讓機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)一步降低對(duì)能源消耗的依賴，尤其是對(duì)煤炭等資源的實(shí)際消耗。最后要政府不僅要從行政監(jiān)督上對(duì)電廠的實(shí)際運(yùn)行予以督促，而且也要在宏觀上為電廠的低碳運(yùn)行提供一些傾斜性政策，以便于電廠能夠在一個(gè)相對(duì)較為寬松的政策環(huán)境中對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)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(jì)新體制。”電力系統(tǒng)的低碳規(guī)劃與運(yùn)行，也應(yīng)該完全接受市場的檢驗(yàn)，特別是在市場對(duì)資源配置進(jìn)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(shí)作用。只有不斷的在改革中發(fā)展，將低碳電力系統(tǒng)的運(yùn)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(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的實(shí)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