引言
近年来,新兴的光热发电(concentrating solar power, CSP)被广泛采用。光热电站主要通过其内部的汽轮发电机机组发电,其储热系统能够较好地调节光热电站的出力特性。与常规的内燃机组由燃料燃烧产生蒸汽推动机组工作不同,光热电站汽轮机的驱动力主要来自太阳光中的热辐射,传热介质吸收热量通过循环系统传递到蒸汽发生器,再由蒸汽发生器生成驱动汽轮机工作的高压高温蒸汽,实现由光到热再到电的转化。
1光热电站参与电力市场与碳市场交易流程
为促进我国新能源产业低碳绿色转型，碳排放权交易市场应运而生。碳市场旨在通过将CO2的排放权以商品形式进行买卖，进一步达到减少总碳排放量的目的。控排企业可通过购买碳排放交易权、投资国家核证自愿减排量(chinese certified emission reduction, CCER)等方式完成配额。从时间上看，电力交易大致可分为中长期交易、日前交易和实时交易市场。一般情况下，碳市场在日前电力市场结算后开展。一方面，考虑到新能源出力预测误差具有随时间尺度缩短而减小的特性，签订中长期物理合同不利于光热电站依据短时气候变化灵活调整运行策略，执行难度较大。另一方面，由于实时电力交易市场中存在较大的收益波动性和风险性，在投资建设初期，不利于光热电站投资成本回收。为此，本文仅考虑光热电站参与日前电力市场和碳市场开展交易，以获取稳定收益。在日前电力市场中，光热电站依据新能源出力预测，结合历史负荷及节点电价出清数据，向电力交易机构分时段申报能源供给价格及发电曲线，用户可自行选择发电企业挂出的发电曲线与购买量。随后，电力交易中心对日前市场交易结果进行安全校核，在满足电网安全运行约束与经济调度后，发布出清结果。最终，光热电站中标容量为挂牌并被用户摘牌曲线的叠加，用户最终中标容量为其摘牌的各发电曲线叠加。对于日前预测出力与实际出力存在偏差的部分，考虑以在实时市场中买入差额、售出余量的方式进行补充。随后，在碳市场中，新能源发电商依据日前电力市场出清结果计算自身实际碳减排量，并制定市场交易决策。配额义务主体以购入碳排放权形式满足自身碳减排配额要求。当日前碳市场中的碳存量不足以满足控排企业配额需求时，日后将以惩罚价格的一定比率对未完成配额义务主体进行结算。
2碳交易机制下光热电站参与的综合能源系统配置与优化运行研究
2.1含光热电站的风光联合发电系统可信容量
在算例中，保持风电机组和光热机组的装机容量100MW不变，改变光伏电站的装机容量，获得不同新能源装机配比下含光热电站的风光联合发电系统的缺电时间期望，联合发电系统的缺电小时数在接入光热电站后明显减少，并且提高了系统的可靠性。保持风光总装机容量300MW不变，改变光热装机容量和风光装机配比，获得含光热电站的风光联合发电系统的可信容量，光热装机容量以及风光装机配比是系统可信容量的重要影响因素。含光热电站的风光联合发电系统的可信容量同配比之间并非单调变化的关系；同时，在不同装机容量下，由于光热、风电、光伏之间的互补性和调节能力的差异，使得可信容量随配比的变化而变化。总体而言，在风电比光伏装机容量大时，可信容量提升的效果更加显著。
2.2指标权重的确定
权重是采用数量形式对比、权衡指标体系中各个指标相对重要程度的量值。指标权重体现出该指标在指标体系中的价值和评价者对该指标重要性的认识，并直接影响到综合评价的结果。主观赋权法利用专家或个人的知识或经验，由专家根据实际问题确定各指标权系数之间的排序，该方法可以避免指标权重与其实际重要性程度相悖的情况，但主观随意性强，在一定程度上影响了评价结果的有效性。AHP法是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若干层次，通过定性指标的量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。其主要优势在于，部分主观因素是来自于评价者对于评价对象的了解与分析，这是指标权重确定过程中必不可少的，但其劣势在于指标权重确定过程中主观性过强，影响结果的准确性。客观赋权法通过利用大量实际数据分析确定权重，客观性强且精度较高。熵权法作为多指标评价体系中最为常用的一种客观赋权法，它可以根据不同方案在某一指标下优劣的差异来确定该指标对上层指标的重要程度。其主要优势在于不融入主观导向因素，通过对实际数据的处理计算确定权重大小。劣势是数据获取可能存在困难。尽管上述单一的主观权重确定方法和客观权重确定方法均可一定程度地反映指标体系中各个指标之间的相对重要性，但主观赋权法基于人的主观判断赋权，主观性强；客观赋权法没有考虑综合评价过程中人的主观经验的重要性，过分强调从数据中挖掘信息。因此，采用组合赋权法可以有效克服主观赋权法和客观赋权法的弊端，在确定权重过程中实现主客观相结合，更精确地确定各评判指标权重。
2.3含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估
基于可信容量的计算结果，用互补增量容量和互补度来反映含光热电站的风光互补发电相比单一发电所带来的收益。保持风光总装机容量300MW不变，改变光热装机容量和风光装机配比，获得含光热电站的风光联合发电系统互补增益容量。可以看出，光热装机容量及风光装机配比也是互补增益容量的重要影响因素。整体上看，当风电比光伏装机容量大时，互补效益相对较好。
结束语
考虑光热电站的热平衡、储热系统等约束条件。在运行过程中,光热电站通过发电系统发电,通过储热系统储热,在太阳光资源充沛与匮乏的情况下进行放热和吸热,保证发电系统的运行不间断,从而达到平稳出力的目的。利用模型的计算结果对储热系统的吸放热工作进行控制,就能够调控光热电站的出力曲线,实现平滑上网,保证光热电系统具有良好的可控性与稳定性。
参考文献
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