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基于碳交易的电源结构多目标优化研究——以河北省为例

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基于碳交易的电源结构多目标优化研究——以河北省为例

作者：陈思玮华北电力大学

学位级别：硕士

近年来,温室效应加剧的全球气候变暖状况受到了越来越多的关注,气候变暖带来的一系列外部不经济问题对全球经济社会的发展造成了负面影响。为此,世界各国共同采取低碳减排措施来减少CO2的排放,从《京都议定书》到《多哈修正案》再到《... 详细信息

近年来,温室效应加剧的全球气候变暖状况受到了越来越多的关注,气候变暖带来的一系列外部不经济问题对全球经济社会的发展造成了负面影响。为此,世界各国共同采取低碳减排措施来减少CO2的排放,从《京都议定书》到《多哈修正案》再到《巴黎协定》,我国作为第一碳排放大国和最大的发展中国家,一直积极参与全球气候治理。电力行业作为二氧化碳排放量最大的行业,肩负着低碳减排的重任。因此,对电力行业的电源结构进行优化研究,从根源上降低碳排放,实现电力行业的低碳发展,具有一定的现实意义。本文首先介绍了研究低碳条件下电源结构优化的背景和意义,在此基础上对电力行业碳交易机制和电源规划的模型、算法进行文献综述,并阐述了电源结构优化的相关理论,主要包括电源规划理论与方法、碳交易机制的内涵及原理等相关内容;然后以河北省为研究对象,对河北省的电源结构进行详细分析,列举了河北省一次能源概况及发电利用情况,将河北省的电源结构与我国电源结构进行对比,对河北省发电行业低碳减排潜力进行详细分析;接下来对多目标决策法和Pareto相关定义进行介绍,在此基础上建立了基于碳交易的电源结构多目标优化模型,模型包含经济成本和碳排放量两个目标函数以及多个约束条件;为了验证模型的实用性,本文以河北省为例,采用基于遗传算法的BP神经网络预测河北省2016年-2020年的电力需求量,并收集分析模型所需的其他数据,在此基础上选择基于快速分类的非支配排序遗传算法对河北省“十三五”规划期间的电源结构进行优化;最后,通过对河北省电源结构优化的实证分析,得出河北省2016年-2020年电源结构发展趋势,验证了基于碳交易的电源结构多目标优化模型的可行性,为其他省份进行电源结构优化研究提供借鉴。

关键词：碳交易电源结构多目标优化碳排放电力需求预测

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浅析智能电网对我国电源结构优化的支撑作用

华东电力 2010年第12期38卷 1975-1978页

作者：王延婷祝瑞金王培红华东电力试验研究院有限公司上海200437 东南大学能源与环境学院南京210096

低碳经济对我国电力工业的可持续发展提出新的要求,结合我国电源结构调整和发展清洁能源的现状、需求,分析了智能电网对火力发电结构优化、清洁能源发电、分布式发电等电源结构调整的若干方面所形成的支撑及其具有的节能环保效益。

关键词：智能电网电源结构节能环保清洁能源分布式发电需求侧管理

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考虑碳市场的我国电源结构和电力市场研究

考虑碳市场的我国电源结构和电力市场研究

作者：李梦华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

构建清洁低碳安全高效的现代能源体系是国家的明确要求。2015年3月中共中央国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》,要求加快电力市场竞争体系的构建,鼓励高效环保机组通过电力直接交易和科学调度多发电。2017年12月国务... 详细信息

构建清洁低碳安全高效的现代能源体系是国家的明确要求。2015年3月中共中央国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》,要求加快电力市场竞争体系的构建,鼓励高效环保机组通过电力直接交易和科学调度多发电。2017年12月国务院颁布《全国碳排放权交易市场建设方案》,提出在发电行业率先启动全国碳排放权交易市场。在此背景下考虑我国碳市场和电力市场改革对我国电源结构的影响,将电力市场和电力行业碳市场作为一体化考虑的耦合市场,研究两市场的互动关系,虽然具有挑战性,但对我国电力行业能源结构转型与碳减排目标实现具有重要意义。本文首先综述了碳市场对电力市场影响的相关研究和电力行业低碳转型的相关理论。其次梳理了我国碳市场基本建设情况,以江苏省为例进行碳配额机制设计,定性分析电力市场和碳市场间的相互作用。然后对电力行业碳市场与电力市场间的耦合关系进行定量分析,通过建立月度碳价生成模型及电力生产模拟仿真,分析电力行业碳市场与电力市场耦合结果,并讨论电力负荷增长、线路阻塞等情景下的碳价格、发电量和碳减排的变化规律。最后研究电力市场和碳市场对我国未来发电结构的影响,建立基于三公调度和经济调度的发电结构演化模型,设定电力市场化程度、需求侧响应、火电机组备用容量及碳市场价格四类影响因素,分析四类因素对我国未来电源结构及碳减排的影响。研究表明,推进电力市场化进程,制定合理碳政策有利于减少煤炭消费,加快能源转型,促进清洁能源消费目标的实现。但应协调好碳市场与电力市场间的耦合互动关系,通过合理制定碳配额分配机制,稳定碳价,在不增加火电企业负担的基础上,促进电力行业的电源结构调整。

关键词：碳市场电力市场耦合机制电源结构

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考虑学习曲线的电源结构优化和减排潜力评价

考虑学习曲线的电源结构优化和减排潜力评价

作者：龚雨芹天津大学

学位级别：硕士

随着经济的增长,能源在社会发展中显得愈发重要。世界经济持续发展,在能源需求的快速增长下,不可避免的伴随着一些其他的难题,比如能源供给短缺。化石能源的过度消耗导致更多的温室气体排放,已经造成气候与环境产生了巨大改变,对人们生... 详细信息

随着经济的增长,能源在社会发展中显得愈发重要。世界经济持续发展,在能源需求的快速增长下,不可避免的伴随着一些其他的难题,比如能源供给短缺。化石能源的过度消耗导致更多的温室气体排放,已经造成气候与环境产生了巨大改变,对人们生存、国民经济的低碳发展造成了重大威胁,减少以CO为主的温室气体排放从而缓解气候变暖已成为世界各国的共同追求。电力作为中国最重要的二次能源,是造成CO大量排放的主要原因。2012年,火力发电装机容量占总容量的71.60%,水力、核能和新能源发电分别占比21.77%、1.12%和5.51%。可以看出,中国现有电力系统能源结构不但对电力的可持续性发展有害,还会导致恶劣的环境损害问题。因此,开发并促进新能源的发展、维护我国能源安全是非常重要的。本文在中国电源结构的基础上,搜集相关发电成本和排放数据,构建了中国电力系统能源模型和可再生能源发电成本学习曲线模型。中国电力系统能源模型在满足能源需求以及碳排放约束的基础上,以总发电成本最小化来优化能源结构。可再生能源学习曲线模型旨在通过学习曲线模拟新能源发电成本随着政策变化和技术进步的变化情况。文章设定多个情景,探索中国未来电源结构和减排潜力。结果显示,在基准情景下,从2010年至2040年,燃煤发电始终是我国未来主要发电形式,水力发电次之。CO减排目标的制定和碳税政策的实施都将促使我国电源结构逐渐从碳含量高的化石燃料发电向碳含量低的化石燃料发电和新能源发电转变。减排目标设定情景里,IGCC技术、带碳捕捉的IGCC技术、SC技术和USC技术加快了其扩散速度,但是在碳税政策里,太阳能和风能发电技术发展的更好。在页岩气、清洁发电技术的学习曲线应用情景里,这两种技术分别都得到了更好的发展。毫无意外,所有的政策实施均会导致总成本的增加。在前期,CO减排目标更加有效,但在后期,随着碳税政策更加成熟,碳税政策会更加有效。因此政府可以根据发展需求选择不同的政策,从而促进新能源和新技术的发展,减少CO的排放。

关键词：电源结构学习曲线 CO2减排碳税

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优化电源结构提高电网经济调度水平

华北电力技术 1997年第12期 11-13页

作者：王玉林华北电力调度局北京100053

电源结构直接影响电网的经济调度，为此分析了京津唐电网电源市局不尽合理、调峰能力不足、无功补偿存在的隐患等问题，进而提出了相应措施，以利优化电源结构。

关键词：京津唐电网电网结构经济调度电源结构

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本安防爆系统与本安电源结构特点及分类探讨

煤炭科学技术 2012年第3期40卷 78-82页

作者：于月森谢冬莹伍小杰中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116

针对本安防爆系统和本安电源概念容易混淆,在相关研究和产品应用过程中产生诸多不便的难题,对本安防爆系统和本安电源的类别划分以及特点进行了详细的分析和探讨。通过归纳建立4种本安防爆系统结构,对不同类型的结构特点、适用场合等特... 详细信息

针对本安防爆系统和本安电源概念容易混淆,在相关研究和产品应用过程中产生诸多不便的难题,对本安防爆系统和本安电源的类别划分以及特点进行了详细的分析和探讨。通过归纳建立4种本安防爆系统结构,对不同类型的结构特点、适用场合等特性进行详尽的解析与说明;在总结系统结构过程中根据电源的使用位置与系统的要求引出一次本安电源、二次本安电源的概念,并对二者的设计要求及适用条件进行讨论。同时,对本安电源前端保护和后端保护2种保护模式的特点及适用场合进行阐述。

关键词：本安防爆系统本安电源电源结构类别划分保护模式

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上海电源结构优化研究

华东电力 2010年第10期38卷 1582-1585页

作者：葛佳男高远翟海青叶春上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海市电力公司调度通信中心上海200122

通过分析上海市电力现状、电源结构,对比国外部分国家和城市电源结构,从资源条件、系统优化、综合利用和环境保护角度,提出少建煤电机组,增加E型燃机份额以及尽快制定两部制气价的建议,以建立与上海经济增长和城市发展相适应的、具有上... 详细信息

通过分析上海市电力现状、电源结构,对比国外部分国家和城市电源结构,从资源条件、系统优化、综合利用和环境保护角度,提出少建煤电机组,增加E型燃机份额以及尽快制定两部制气价的建议,以建立与上海经济增长和城市发展相适应的、具有上海特点的、多元化的、安全灵活的能源结构体系。

关键词：电网电源结构优化

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中国电源结构发展轨迹研究及趋势预测

中国电源结构发展轨迹研究及趋势预测

作者：李菁华北电力大学

学位级别：硕士

随着我国电力工业的迅速发展,不合理、不科学的电源结构阻碍了我国电力工业的可持续发展,对电源结构的进一步研究,合理规划电源结构成为实现我国环境、资源、经济的可持续发展的有效途径,为实现我国的电力工业可持续发展战略,要求合理... 详细信息

随着我国电力工业的迅速发展,不合理、不科学的电源结构阻碍了我国电力工业的可持续发展,对电源结构的进一步研究,合理规划电源结构成为实现我国环境、资源、经济的可持续发展的有效途径,为实现我国的电力工业可持续发展战略,要求合理的电源结构实现电力与能源、经济、环境等要素协调发展。因此,合理规划电源结构时,必须首先建立包括经济、环境、资源在内的子系统,研究电力资源与科技水平、能源和环境承载力、国家经济发展等影响因素的关系,寻求电力与经济、环境和能源协调发展的规律,协调控制影响电源结构的各个要素。本文从电源结构的特点入手,我国的电源结构以火电为主,造成环境问题加剧,资源承载力不足等问题,在研究我国电源结构发展轨迹的基础上,基于我国《能源发展“十一五”规划》、《能源发展“十二五”规划》相关规划,建立系统动力学模型,建立环境、资源、经济三个子系统,应用BP神经网络方法对我国2010年-2015年、2015年-2020年两个规划区间进行模型仿真,设置两个不同情境,分别在满足环境优先及经济优先的条件下,对2015年、2020年的电源结构进行预测。预测结果显示,在满足不同优先级的情境下,我国电源结构发展变化不同,相同的是电源结构中火电占比均有所下降,风电、核电、其他等占比均有所上升,不同的是在环境优先的情境下,火电占比下降幅度更大;相应的,风电、核电、其他等的占比上升幅度更小。从结论中可以看出,我国在环境与经济的发展中寻求一个平衡点,电源结构中火电的占比将不同程度的下降。

关键词：电源结构发展轨迹趋势预测系统动力学神经网络

中国碳排放权交易市场试点政策对电源结构的影响研究

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中国碳排放权交易市场试点政策对电源结构的影响研究

作者：周志超湖南大学

学位级别：硕士

改革开放至今,随着中国经济的持续发展,中国社会发展中不平衡不充分的问题日渐显现,生态文明建设力度不足是其表现之一。党的十九大报告指出:“为把我国建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国而奋斗。”强调了建构人与自然... 详细信息

改革开放至今,随着中国经济的持续发展,中国社会发展中不平衡不充分的问题日渐显现,生态文明建设力度不足是其表现之一。党的十九大报告指出:“为把我国建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国而奋斗。”强调了建构人与自然和谐共处的美丽新中国的紧迫性。在这一背景下,我国碳排放权交易市场建设被提上日程,并且选取发电行业作为全国碳排放权交易市场政策实施的先行行业,开始探索由地区试点走向全国推广的碳排放权交易之路。为从发电行业的角度探究碳排放权交易市场政策的作用效果,本文将电源结构作为研究的切入点,从理论和实证的角度分析了我国碳排放权交易市场试点政策对电源结构的影响效果,进而为完善我国碳排放权交易市场体系建设,实现电源结构的优化提出政策建议。本文旨在研究我国碳排放权交易市场试点政策对电源结构的影响。首先,在深入研究电力经济学中经典的峰荷定价模型基础上,结合政策实施特征引入碳排放权交易市场政策变量,对基本模型进行扩展。进而考察在不同的市场环境下,碳排放权交易市场试点政策被引入发电行业后,将对电源结构产生什么影响。理论模型推导结果表明,不论是在完全竞争市场,还是垄断竞争市场,抑或是完全垄断市场中,碳排放权交易市场试点政策都能够有效抑制以火力发电机组为代表的高排放发电机组运行时间,提高以水力发电机组为代表的低排放发电机组的运行时间,从而促进了低碳绿色电源的发展,优化了电源结构。其次,选取2009年至2017年全国31个省、直辖市及自治区(不包括香港地区、澳门地区及台湾省)的省级面板数据为研究样本,采用基于双重差分法的计量模型对全样本、分地区样本等进行实证分析。实证结果表明,碳排放权交易市场试点政策有力地降低了以火力发电为代表的高排放发电机组的平均利用小时数,促进了以水力发电为代表的低排放发电机组的平均利用小时数,并且,从地区层面看,碳排放权交易市场试点政策在东部地区、直辖市地区的执行效果更好。从碳配额分配方法层面来看,基于“基准线法”的分配办法是比较可取的碳排放配额初始分配方法,能够促进碳排放权交易市场政策更好地实现其政策目的。最后,结合当下我国碳排放权交易市场建设实践,从完善碳排放权交易市场建设,实现我国电源结构优化的角度提出政策建议。

关键词：电源结构碳排放权交易市场试点政策碳配额双重差分法