低碳电力调度的理论与方法研究

在低碳经济时代，发展面向低碳目标、考虑碳捕集电厂等多元低碳要素的低碳电力调度方式，是促进我国电力行业低碳化发展的重要举措，将产生显著的碳减排效益。本项目将深入研究低碳电力调度的理论与方法；揭示引入多元低碳要素对于传统电力系统调度方式的影响机理，全面分析各类新型低碳电源的运行特性并形成基本的模型单元；深入剖析碳捕集电厂的灵活运行机理，提出适应其大规模并网的优化调度技术，以及碳捕集电厂与传统火电、新能源的协调运行方法，以提高电网对于强间歇性、随机性电源的承载能力；分析低碳电力系统的结构特征与运行特征，通过科学抽象构建"低碳、经济、安全"多目标协调的电力调度决策模型，提出高效的优化决策方法；全方位分析并分解低碳电力调度方式所实现的碳减排效益，提出科学的评估方法，并构建系统的评估指标体系。研究成果将为我国开展面向低碳目标的电力调度方式提供理论基础与决策支撑，并有效推动电力行业的可持续发展。

本课题依据既定的研究目标全面开展工作，研究成果覆盖了立项时所提出的主要研究内容并有所扩展。具体地，围绕着低碳电力调度的理论与方法开展了基础性的研究工作，对碳捕集电厂的灵活运行机理进行了分析与建模，构建了面向低碳目标的电力系统优化调度决策模型，提出了网络碳流理论并将其应用于电力系统调度运行，构建了电力系统低碳效益的评估框架与指标体系。解决了碳捕集电厂的运行建模、网络碳排放流理论与方法、低碳电力调度决策技术与优化算法等关键技术难点。..1）原创性地提出了碳捕集电厂电碳协调的灵活运行方式与控制技术，定义了碳捕集电厂的电碳特征函数，提出了碳捕集电厂利用其灵活运行能力参与电能、辅助服务与碳市场联合竞争的新型生产模式与优化决策技术，为碳捕集电厂的控制运行提供了理论模型和仿真工具。.2）提出了面向低碳目标的新型电力调度生产模式，构建了低碳电力调度的优化决策数学模型，创新性地提出了利用风电拟弃风能量对火电厂进行碳捕集的新型运行模式，既提高了电网消纳间歇式清洁能源的能力，又提升了电网的调峰能力。.3）通过对不同能源网络的共同特征进行科学抽象，将网络流的方法引入到CO2排放的分析之中，首次提出了电力系统碳排放流的基本概念，并初步构建了电力网络的碳排放流的理论体系与一般化分析方法。.4）全方位分析了电力系统的综合低碳能力集，并将其映射测评电力系统各环节所实现的减排潜力，并构建了系统化、完整化的电力系统低碳效益评估指标体系。..本课题项目组共发表学术论文21篇，其中7篇被SCI收录或SCI源刊录用；19篇被EI收录或EI源刊录用。并申请国家发明专利3项，其中2项已获授权，1项已公开。..依托本课题的研究成果，陈启鑫副教授获得了全国百篇优秀博士论文提名奖。其在低碳电力领域的研究工作已在国际上取得了较大的学术影响和学术声誉，获得了2012年“世界杰出青年创新家奖”的荣誉（MIT评选，The World’s Top Young Innovator under the Age of 35, 简称TR 35），是2012年唯一1位在国内工作的获奖人；以及2013年达沃斯年会Young Scientist Honor（世界经济论坛评选，每年授予全球范围内40名40岁以下杰出青年科学家），陈启鑫副教授是该年度最年轻的获奖人，也是唯一1位华人。