摘要:特约主编寄语

摘要:南方电网推进西电东送对于实现全网能源资源的优化配置、促进南方五省（区）节能减排的发展具有重要意义。建立了南方电网线损率结构分析模型，可用于分析西电东送对全网综合线损率变化的贡献。采用系统运行模拟和场景对比的方法，量化分析了南方电网10年来通过发展西电东送所带来的节能减排效益。进一步，对西电东送的线损电量与其所实现的节能减排效益进行了灵敏度分析，揭示了西电东送工程在节能减排方面的成本效益关系。

摘要:提出一种考虑潮流倒送约束的配电网分布式光伏电站选址定容规划方法。该方法利用序贯蒙特卡洛模拟法处理光伏出力及负荷的时序性和随机性，以配电网对主网电能的需求最小为优化目标，以安装断路器的支路潮流不倒送和节点电压不越限为约束，在提高分布式光伏接入容量、减少碳排放量的同时，避免了常规选址定容模型引起的安装断路器支路潮流倒送频率高、危及现有配电网安全运行的不足。最后，采用性能良好的生物地理学优化算法对所建模型进行求解，在IEEE 33节点系统上验证了所提方法的有效性。

摘要:合理的电动汽车充电站规划是推广应用电动汽车的基础。提出一种计及碳排放的电动汽车充电站多目标选址定容规划模型，模型以充电站建设运行成本、用户充电耗费时间和驶向充电站引起的碳排放为综合优化目标，以充电站的容量限制为约束条件，并采用Pareto最优前沿分析可选的选址定容方案。为确定可选站址所服务的区域范围，提出一种基于需求点栅格化和Voronoi图求解的计算方法。最后，通过案例分析验证了该规划模型和求解方法的实用性和有效性，为电动汽车充电站的选址定容提供了新的思路。

摘要:大规模风电接入电网减少了常规火电的燃料成本以及污染物排放量，综合效益十分显著。然而风电出力的不确定性需要系统预留大量的旋转备用，部分高污染排放机组显然背离了绿色电力的理念。针对系统中风电和负荷出力的多重不确定因素，采取区别建模，引入机会约束，通过两类不同置信水平的变化控制旋转备用和风险之间的关系。在目标函数和机组开停机优先指标中均计及CO2和SO2排放的影响，建立了同时含有模糊变量和随机变量的多目标混合机会约束机组组合模型，强调了低碳减排的重要性。最后算例分析验证了所提模型的可行性和有效性。

摘要:从新能源消纳角度出发，对影响大规模新能源并网低碳效益的关键因素进行了理论分析，以新能源限电率作为衡量新能源并网的低碳效益评估指标。基于此，综合考虑风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性、供热机组热电耦合特性、开机方式和电网输送能力等因素，建立了计及大规模风能和太阳能发电的年度时序生产模拟仿真模型。该模型是混合整数规划问题，采用分支界定法对其进行求解。以某省级电网为例，对影响电网低碳经济因素进行量化分析，计算结果验证了所提时序仿真模型的合理性及理论分析的正确性，对中国低碳经济要求下的网源规划及政府相关政策的制定具有重要指导意义。

摘要:面对温室气体排放所造成的环境恶化和能源危机，以节能低碳为主题的各项研究获得广泛关注，网络损耗在电网节能低碳环节中具有举足轻重的地位和作用，故从规划角度提出电网降损评估的新方法和思路。首先提出广义的节点无功需求的概念，以潮流模型为基础，在待分析节点加载虚拟无功源，以系统网络损耗最小为目标，以电压可控节点的电压幅值为决策量，利用粒子群优化方法与潮流计算组合成混合算法，求解典型潮流断面下各个节点最佳的无功注入量，以此评估节点无功需求。以山东电网2013年典型运行方式实际数据为依托，分析目标网架最佳的无功补偿规划方案，计算与比较山东电网典型运行方式相对于最佳无功补偿方式的节能降损空间，并将降损量等效转换为碳排放量，显现降损工作的低碳效益，为建设低碳电网为目标的规划方案的制定提供参考依据。所提出的理论算法已在实际工程和科研项目中获得应用，并取得了较为理想的应用效果。

摘要:为实现孤立微网的长期稳定运行，采用超级电容、蓄电池和柴油发电机组成多元互补系统协调分享差额功率。根据机组的不同特性，提出按优先级设计的双层能量管理协调策略，提升多元系统的整体性能;通过爬坡限制控制，设计基于当前超级电容荷电状态与差额功率实时波动程度的功率分配法;规范了蓄电池的出力，减少其承担频繁功率波动，同时可以确保超级电容能量优先级;柴油发电机根据蓄电池荷电状态配合协助蓄电池的运行，保证储能系统能量充足。算例结果表明，所述策略具有较好的优势，分配算法实时快速，便于实现工程应用。

摘要:碳排放交易的市场效率及减排效果受各类角色及大量参与者决策的影响，参与者特别是市场设计者及监管者必须掌握其行为及机理。实验经济学通过真实实验人参与的实验，反映参与者的有限理性。但其实验规模受限于合格实验者的数量，而多场景实验之间的可比性还受限于实验者的专注度。为此采用了一种混合交互仿真法，先通过实验提炼出真实实验人群在碳排放交易中的不确定行为的关键变量及规律，据此建立具有相同分布特性的多代理随机模型。此后就只需动用少量真实实验人来反映特殊的决策者，并与上述模型生成的大量多代理交互仿真。在保持实验经济学特点的同时，克服了其对实验规模的限制，并保证了重复实验的统计一致性。

摘要:发电权交易是计划合同电量的有偿出让和买入。通过发电权交易，引导鼓励和促使发电成本高的机组将其计划合同电量的部分或全部出售给发电成本低的机组替代其发电，从而达到优化电源结构，降耗减排的目的。文中重点探讨了中国发电权交易的类型、交易组织情况、存在问题以及建议，以期对进一步推动中国发电权交易工作有所裨益。

摘要:为解决新能源发电过程中功率动态平衡困难、系统投资成本高昂两大突出问题，结合国内某风储系统示范项目，提出基于商业型虚拟电厂（virtual power plant，VPP）的储能系统运行方式。在建立VPP经济收益的目标函数以及风力发电厂和电池储能系统的收益、成本等数学模型的基础上，建立了可提供调峰和调频服务的VPP经济优化调度模型。以各时段内获得收益最大为目标，采用模拟退火算法计算得到风力发电厂和电池储能系统的出力。参考中国典型地区电价和已经投运的典型电池储能系统的成本为数据，构造算例进行分析。算例分析表明采用VPP运行方式可获得更大的收益。

摘要:准确测算各省在经济发展过程中的CO2排放量是分析地区能源环境效率和制定区域节能减排政策的基础。文中基于电力系统碳排放流理论，从二次能源终端消费角度出发，发展了计算中国分省化石能源消费CO2排放量的方法。通过考虑二次能源的省际交易，特别是区域电网结构下的电力跨省调配，按能源终端消费量和损失量反推各省市的化石能源消费CO2排放量。由于国内能源资源分布和能源消费严重不均衡，存在大量的二次能源跨省交易，所提出的方法与传统使用一次能源消费量直接计算各省市化石能源消费CO2排放量相比更加合理。

摘要:中国电力行业传统的碳排放计量都是以电源为排放源，这种计量方式没有考虑电力的传输过程，用户也无法直观感受到自身消费行为引起的碳排放。为了鼓励绿色电力的接入，明确用户消费电能产生的碳排放量，促进绿色电力证书市场的发展，有必要从用户侧进行碳排放计量。文中在计及网损的复功率潮流追踪模型基础上建立了碳流追踪模型，将无功功率对于有功功率的间接作用通过共同追踪的方式体现，全面分析了电力网络中二氧化碳伴随功率从电源侧向用户侧的“流动”。通过IEEE 57节点算例检验了碳流追踪模型的正确性，碳流追踪结果可以计量引入绿色电力后用户侧各节点以及全网网损的减排比例，亦可为各区域间减排责任的划分提供依据。同时，线路网损产生的碳排放量为低碳电力调度提供了新的参考。

摘要:为弥补传统最优潮流计算中缺少对电力网络的碳排放优化控制，文中利用基于潮流计算结果的碳流模型，提出了一种基于半马尔可夫决策过程的Q（λ）学习算法，把潮流问题中的约束、可控变量转换成算法的状态和动作，并以线性加权方式把碳流损耗、网损和电压稳定分量转化为奖励函数，通过不断试错与迭代来动态寻找最优动作策略。将该算法在IEEE 57节点标准算例中进行了验证，取得了良好效果，为解决电网多目标最优碳流问题提供了一种可行、有效的方法。

摘要:提出了一种考虑风电注入功率不确定性对电力系统碳排放流影响的分析方法。首先，基于风电注入功率不确定性的随机直流潮流获取系统潮流，通过电力系统碳排放流与系统潮流之间的计算关系，获得决定风电出力的风速与系统总注入碳流率的关联函数。其次，采用有向通路算法获取系统节点-节点路径输出分布因子，在假定风电波动性由平衡机组承担的前提下，结合常规机组与系统节点和支路的关联矩阵计算模型，求取风电注入功率对其他节点和支路的平均影响因子，从而得到随机和间歇性风电功率注入下电力系统碳排放流的不确定特征。最后，以IEEE 14节点标准算例的分析结果说明了所述方法的正确性和有效性，并获得了风电注入功率不确定情况下对系统节点碳势的影响趋势，进而为定量评估风力发电对系统的低碳贡献提供了新的理论支持。

摘要:降低空气中二氧化碳的含量是应对气候变化的关键。碳捕集与封存是减少二氧化碳排放量的重要措施。从空气中直接捕碳需要消耗大量能源。捕碳装置负荷是柔性负荷，可以在一定程度上接受波动性能源驱动。风能、太阳能等新能源开发潜力巨大，具有波动性的特点。利用其驱动捕碳装置从空气中直接捕碳，可以降低大气中二氧化碳的浓度，可望成为解决全球气候变化问题的关键途径。文中分析了利用新能源驱动的从空气中直接捕碳的潜力，提出了新能源捕碳的关键技术。对新能源捕碳的规划进行了初步研究，并对利用新能源捕碳的发展趋势进行了展望。

摘要:为了改善发电厂碳捕集系统投资价值评估的适应性和可靠性，结合碳捕集系统风险投资的期权特征，基于实物期权理论提出了碳捕集系统最佳投资时机决策数学模型。在考虑了系统投资决策的不可逆性和可延迟性以及碳价和碳减排成本的不确定性的基础上，得出了投资时机临界值和开发发电厂碳捕集系统的最优投资策略。数值算例分析表明，该模型合理地评估了风险投资的机会成本，最大限度地挖掘了系统的潜在价值。与传统净现值评估方法进行对比，该方法克服了净现值法低估风险价值的缺陷，有效地指导了碳捕集系统风险投资时机的选择，而不是做出立即投资或者是选择不开发的简单决策。该模型为发电厂碳捕集系统的投资提供了量化分析的数学工具和科学的参考依据。

摘要:碳捕集设备的灵活运行模式给碳捕集电厂带来了更多的运行调控策略，在灵活运行模式的基础上，定义了相对捕集度的概念，根据相对捕集度推导出灵活运行模式下的运行公式。给出了碳捕集设备的启动能耗公式。基于相对捕集度，以减排量和机组煤耗作为目标函数，运用多目标细菌群体趋药性算法对目标函数进行优化，同时完成发电机组间的出力优化分配。最后以单个碳捕集电厂为例，将基准运行模式和灵活运行模式进行了对比分析，并通过减耗率的大小来评价灵活运行模式优化的效果，仿真结果说明了所提方法的有效性。

摘要:在低碳及智能电网的背景下，提出了一种考虑碳交易并计及碳捕集电厂和换电站的电力系统优化调度模型。首先定义了电动汽车换电站虚拟电厂，并介绍了其运行特点，其次对不同电源的碳排放特性进行了分析，从总投资成本的折旧费用、燃料成本、运行维护成本及碳交易成本四个方面对电源成本进行了分析和建模。在此基础上，兼顾碳排放量和电源成本，引入功率平衡、机组及碳捕集系统爬坡、碳捕集效率等约束，建立了碳市场环境下计及碳捕集电厂和换电站的电力系统优化调度模型，并采用基于动态交换和密度距离的混合混沌粒子群优化算法对模型进行了求解，算例结果证明了所提模型及算法的有效性和正确性。

摘要:针对南方电网多类型电源协调运行以及西电东送的特点，提出了南方电网节能与经济运行评价方法。该方法基于时序负荷曲线，分别进行新能源的出力模拟、电源检修安排、跨流域梯级水电调度。在此基础上，根据南方电网的一系列运行约束与调度规则，进行考虑多类型电源相互协调与网损修正的机组组合优化，实现对南方电网长时间运行层面进行精细化的逐日小时级连续的“全景”模拟，最后根据逐日运行模拟结果计算系统运行成本、燃料消耗以及污染物排放，实现系统未来运行的节能与经济性评价。最后，以IEEE-RTS 79系统算例和广东电网2015年运行模拟算例验证了所述方法的有效性。

摘要:低碳电网的建设对于全社会低碳经济的发展具有重要的推动作用。论述了低碳电网指标体系与综合评价模型的建立对电网低碳发展的重要意义。基于全生命周期的分析理念，从不同的关注范围出发，分别设计了低碳电网综合评价指标体系及核心评价指标体系，对体系中各指标的意义进行了详细说明。设计了低碳电网综合量化评价方法，并基于国内部分电网企业的统计数据对指标体系及评价方法的应用进行了算例分析。

摘要:全球低碳化进程方兴未艾，低碳电力的发展模式与技术方案层出不穷，亟须对其生产运营效率进行准确评价。文中提出一种以低碳电力效率指数为核心的低碳电力生产效率评估新思路。在超效率数据包络分析（DEA）的基础上，充分考虑模型非径向松弛变量带来的非期望产出误差以及低碳评价指标间的信息交叠，利用主成分分析法对超效率DEA模型进行改进，并引入低碳投入偏好因子与低碳投入主成分，重构DEA优化模型目标函数以提高模型精度。最后通过具体算例完成不同省（市）间低碳电力生产效率水平测算、综合评价、模型对比及参数灵敏度分析，从而验证了评估模型的有效性和准确性。

摘要:光伏电站实际的碳减排量计算对于光伏电站的规划和光伏产业的发展有着重要作用。随着光伏电站规模的不断扩大，光伏出力波动给系统所带来的不利影响也愈加突出。为减轻这种不利影响，需要在系统侧配备必要的旋转备用，而这部分备用所增加的碳排放理应计入光伏发电的碳减排量中。文中对青海省格尔木地区龙源光伏电站实测功率数据进行了分析，给出了基于曲线波动特征的光伏功率曲线分类算法，该算法根据曲线波动情况将光伏发电曲线分为4类，分别对应晴天、阴天、少云和多云气象条件，并给出了各类气象条件下光伏发电功率的统计量。在此基础上，进一步给出了考虑备用影响的光伏发电碳减排量计算模型和计算方法，该模型和方法可根据电站位置、容量、历史气象数据快速计算光伏电站的碳减排量。

摘要:光伏发电不消耗化石能源，无碳排放，是电力工业低碳化的有效途径。光伏发电出力具有很大的随机性与间歇性，大容量接入给电力调度带来了新的不确定因素。文中基于低碳经济理念，将碳交易机制引入电力系统经济调度;建立了太阳辐照度和光伏发电出力的概率分布模型，并采用基于Kantorovich距离的场景削减技术对光伏发电出力场景进行有效削减;在此基础上构建了考虑大规模光伏电源接入和CO2排放经济价值的电力系统优化调度模型，模型兼顾了系统运行的经济性、低碳性和可靠性。利用该模型对10机系统进行了算例仿真，结果验证了所提出模型的合理性和有效性。

摘要:太阳能是一种清洁能源，发展太阳能光伏发电对于推动电力行业低碳化发展具有重要意义。研究了并网光伏发电工程的低碳综合效益评估模型和方法。首先从光伏发电收益、光伏发电成本、系统网损改善效益和系统备用容量成本四个方面，分析探讨了并网光伏发电工程的碳排放（减排）特性及经济效益，提出了相应的低碳效应模型和经济效益模型。进而结合光伏发电的低碳特性和经济效益，建立了光伏发电的低碳综合效益分析评估模型，提出了碳排放补偿时间的概念。基于典型运行数据的算例分析，验证了所提模型和方法的有效性。分析结果表明:并网光伏发电与常规发电相比，有很大的低碳综合效益优势。