低碳電力系統理論與應用

本書主要介紹低碳電力系統的理論、方法與關鍵技術。全書分為六篇，第一篇（第1～4章）介紹低碳電力技術的基本概念、電力系統碳排放的計算方法；第二篇（第5～7章）介紹碳捕集電廠的運行模型與優化決策方法；第三篇（第8～10章）介紹電力系統碳排放流分析理論；第四篇（第11～14章）和第五篇（第15～19章）分別圍繞電力系統的調度和規劃兩大關鍵業務，介紹低碳電力調度和低碳電力規劃的模型與方法；第六篇（第20～22章）介紹促進可再生能源消納的低碳技術。 ^[1] 

前言

第一篇 低碳電力技術基本問題

第1章 電力行業低碳化的問題與挑戰 3

1.1 低碳發展的背景 3

1.2 低碳發展的核心理念 4

1.3 中國的低碳電力之路 6

1.4 電力系統低碳化的技術途徑 6

1.5 低碳電力技術的研究框架 10

第2章 電力系統碳排放基本概念與碳排放量計算 14

2.1 電力系統碳排放的基本概念 14

2.2 電力系統發電側碳排放計算方法 16

2.3 電力系統宏觀碳排放的計算 21

2.4 電力系統碳排放的結構分析模型 27

第3章 電網側碳排放分析與低碳效益評估模型 33

3.1 電網的低碳效益 33

3.2 電網環節的SF6排放分析 34

3.3 電網低碳效益的評估模型 37

3.4 算例分析 40

第4章 電力系統低碳水平綜合評價指標體系與方法 44

4.1 指標體系的構建原則 44

4.2 電力系統低碳化水平評價指標體系框架 45

4.3 電力系統低碳化水平綜合評價指標體系 45

4.4 電力系統低碳化水平評價方法與模型 53

4.5 電力系統低碳化水平評價的實證分析 62

參考文獻 65

第二篇 碳捕集電廠專題

第5章 碳捕集電廠的運行機理與基礎模型 69

5.1 碳捕集與封存技術及其在電廠中的應用 69

5.2 碳捕集與封存技術的基本原理 69

5.3 碳捕集系統及其實施流程 70

5.4 碳捕集電廠的靈活運行方式 72

5.5 碳捕集電廠的能量流分析 77

5.6 碳捕集電廠的模型描述 80

5.7 碳捕集電廠的運行特性與狀態分析 86

5.8 算例分析 89

第6章 碳捕集電廠的靈活運行優化決策 93

6.1 低碳環境下碳捕集電廠的運行模式 93

6.2 碳捕集電廠的靈活運行決策模型 94

6.3 算例分析 99

第7章 碳捕集電廠的投資效益分析與風險評估 105

7.1 概述 105

7.2 碳捕集的實物期權價值 106

7.3 碳捕集激勵措施的作用機制 109

7.4 碳捕集電廠的投資效益分析 110

7.5 碳捕集技術面向風險規避的效益評估 112

7.6 算例分析 114

參考文獻 122

第三篇 碳排放流專題

第8章 電力系統碳排放流基本理論與計算方法 127

8.1 電力系統碳排放流的基本概念 127

8.2 電力系統碳排放流的度量指標 128

8.3 基於交/直流潮流計算的碳排放流分析 134

8.4 電力系統碳排放流的矩陣計算方法 136

8.5 電力系統碳排放流的遞推算法 146

8.6 遞推算法與矩陣算法相結合的協同計算 152

第9章 電力系統碳排放流的靈敏度分析 154

9.1 電力系統碳排放流靈敏度的主要分類 154

9.2 機組碳勢靈敏度分析 155

9.3 節點注入靈敏度分析 156

9.4 支路開斷靈敏度分析 160

9.5 算例分析 162

第10章 電量合約下的碳排放流分析 167

10.1 概述 167

10.2 基於碳排放流的用電碳排放辨析 168

10.3 系統電量與碳排放流中基礎分量與合約分量的分解 174

10.4 面向合約分析的等值網絡改進 176

10.5 系統合約下碳排放流的分析示例 179

參考文獻 188

第四篇 低碳電力調度專題

第11章 低碳電力調度方式及其決策模型 193

11.1 電力調度的不同階段與對應模式 193

11.2 節能發電調度的低碳化效益評估 193

11.3 低碳電力調度的內涵剖析 200

11.4 電源的電碳調度特性分析 200

11.5 低碳電力調度的決策模型 203

11.6 算例分析 205

第12章 考慮碳捕集電廠的電力系統低碳運行 210

12.1 碳捕集電廠在電力系統中的運行特性 210

12.2 考慮碳捕集電廠的電力系統低碳運行模型 211

12.3 算例分析 214

第13章 碳捕集電廠提供輔助服務的效益分析 223

13.1 碳捕集電廠對於系統調度的作用機制 223

13.2 碳捕集電廠提供輔助服務的機理與潛力分析 224

13.3 碳捕集電廠在系統調峯中的運行效益分析 225

13.4 碳捕集電廠在聯合市場中的運行效益 230

第14章 基於碳排放流的配電網優化調度及其工程應用 236

14.1 概述 236

14.2 配電網中碳排放流計算的特殊問題 237

14.3 面向低碳的配電網優化運行方法 238

14.4 算例分析 240

14.5 工程應用 243

參考文獻 246

第五篇 低碳電力規劃專題

第15章 基於碳排放軌跡模型的電力行業碳減排模式分析 251

15.1 電力行業的碳排放前景 251

15.2 基於總碳排放額度約束的碳排放軌跡模型 252

15.3 基於標準碳排放軌跡模型的碳減排模式分析 254

15.4 我國電力行業碳減排場景分析 255

第16章 考慮各類低碳要素的宏觀電源結構規劃 258

16.1 傳統電源規劃 258

16.2 面向低碳目標的電源結構規劃模式 258

16.3 低碳電源結構規劃的建模分析 260

16.4 算例分析 267

第17章 含碳捕集電廠的低碳電源規劃 277

17.1 建模思路與方法 277

17.2 含碳捕集電廠的低碳電源規劃模型 278

17.3 算例分析 285

17.4 靈敏度分析 290

第18章 基於碳排放流的低碳電網規劃 293

18.1 用户側碳排放分攤的公平性係數 293

18.2 基於碳排放流的低碳電網規劃模型 295

18.3 求解算法 296

18.4 算例分析 298

第19章 考慮碳排放流的電源電網優化規劃方法 305

19.1 不同碳排放約束對電源電網規劃決策的影響 305

19.2 低碳環境下的電源電網規劃基本思路 306

19.3 考慮碳排放流的電源電網規劃模型及其求解 307

19.4 算例分析 314

參考文獻 324

第六篇 可再生能源消納專題

第20章 碳捕集電廠促進可再生能源消納的模型與效益——以風電為例 329

20.1 碳捕集電廠在可再生能源消納中的作用 329

20.2 碳捕集電廠與風電聯合運行方式 329

20.3 碳捕集電廠與風電聯合運行效益分析 331

20.4 碳捕集電廠與風電聯合運行優化模型 332

20.5 算例分析 337

第21章 消納可再生能源的電熱集成系統調度模型——以風電為例 342

21.1 面向可再生能源消納的電熱集成系統 342

21.2 區域儲熱系統建模 347

21.3 提升熱電聯產機組靈活性的電熱系統調度模型 350

21.4 算例分析 355

第22章 促進可再生能源消納的低碳電網規劃方法——以風電為例 363

22.1 低碳化發展對常規電網規劃流程的影響 363

22.2 電網環節低碳要素的分析與建模 364

22.3 促進可再生能源消納的低碳電網規劃模型 367

22.4 算例分析 370

參考文獻 374 ^[1]