【摘 要】
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为应对日益严峻的能源紧缺和气候变化等问题,我国提出了“双碳”目标,将采取更有力的政策和措施发展低碳经济,推动节能减排。电力行业是碳排放的主要来源,“双碳”目标的提出对电力行业的碳排放控制提出了更高的要求。电源规划是电力系统规划的首端,决定着电力行业的战略选择与发展方向,在当前低碳经济发展环境下,精确计量电力系统碳排放是制定科学合理的规划决策方案的基础。但目前对于电力系统碳排放的研究往往只考虑系统中
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为应对日益严峻的能源紧缺和气候变化等问题,我国提出了“双碳”目标,将采取更有力的政策和措施发展低碳经济,推动节能减排。电力行业是碳排放的主要来源,“双碳”目标的提出对电力行业的碳排放控制提出了更高的要求。电源规划是电力系统规划的首端,决定着电力行业的战略选择与发展方向,在当前低碳经济发展环境下,精确计量电力系统碳排放是制定科学合理的规划决策方案的基础。但目前对于电力系统碳排放的研究往往只考虑系统中以化石能源为燃料的电源运行阶段的碳排放,而忽视了各类型电源全生命周期其他阶段的碳排放。因此,本文在低碳经济发展环境下,综合考虑全生命周期评价（Life Cycle Assessment,LCA）碳排放分析理论与碳交易机制,构建了碳交易下的多能源电力系统运行优化模型,并在此基础上研究了考虑LCA碳排放的多能源电力系统电源规划问题。本文的主要研究工作包括:（1）研究了多能源电力系统LCA碳排放问题。从全生命周期的尺度分析了多能源电力系统的碳排放来源与特性,识别了各模块碳排放与电力系统运行的关系,从固定碳排放与可变碳排放两个层面构建了多能源电力系统LCA碳排放核算模型;选取了典型项目对多能源电力系统LCA碳排放进行案例研究,论述了在电力系统运行优化与电源规划问题中考虑LCA碳排放的必要性。（2）研究了碳交易下考虑LCA碳排放的多能源电力系统运行优化问题。将LCA碳排放分析理论与碳交易机制相结合,采用经济激励与价格惩罚双重手段,建立了考虑LCA碳排放的双侧阶梯型碳交易模型;综合考虑系统碳交易成本、机组运行成本以及由系统调节能力不足造成的弃电与失负荷风险,以系统总运行成本最低为目标函数建立了碳交易下考虑LCA碳排放的电力系统运行优化模型;以10机系统为例,对多能源电力系统运行优化进行了研究,验证了模型的合理性和有效性。（3）研究了低碳经济下考虑LCA碳排放的多能源电力系统电源规划问题。考虑新能源出力的不确定性与波动性,基于改进的k-means聚类算法,研究了新能源典型场景构建方法;兼顾电源决策方案的经济性与低碳性,以包含考虑LCA碳交易成本的系统运行成本与投资成本之和最小为目标,提出了低碳经济下考虑LCA碳排放的多能源电力系统电源规划模型。利用所提模型对某新能源基地外送电源系统进行规划研究,探究了低碳经济下多能源电力系统的最佳发电技术组合及各类低碳要素对电源规划结果的影响作用。
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