1 引言

能源是社會發(fā)展和人類生存的前提。近年來，隨著社會的進步和經濟發(fā)展，人們對物質能源的需求日益增加，能源供需緊張，環(huán)境污染嚴重。因此，轉方式、調結構成為社會的主流趨勢。電力作為能源的重要組成部分，對經濟發(fā)展和居民生活起著至關重要的作用�？茖W高效的使用能源，合理配置電力資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路顯得尤為關鍵。
上世紀，國外便開展了對電源規(guī)劃的研究，形成了一套科學的電源規(guī)劃體系。在研究過程中美、法、德等國家，首先對能源的綜合、環(huán)境治理這一課題進行科學研究。中國在掌握大量科研資料的基礎上，從本國國情出發(fā)，運用建立模型的途徑來對本國綜合資源規(guī)劃進行探究。
本文從原理、過程、模型、目的及阻礙因素著手對綜合資源規(guī)劃進行了簡單介紹。同時本文還從減能降耗的大目標出發(fā)，探討了發(fā)電側、需求側以及節(jié)能主體方在綜合資源規(guī)劃中的作用，通過詳細研究三者，建立了與之相對應的模型。借用模型來解決研究和實際操作中遇到的問題。

2 電源規(guī)劃理論概述

電力能源與其他能源存在差異。在電力的策過程中，物質能源依附性、不可再生性、能源互補轉換性、環(huán)境影響性、用戶消耗可控性都是重要的變動影響因素。針對電力能源的這些物質屬性，在能源生產、制作及消耗的過程中，要密切注意環(huán)境保護、可持續(xù)性發(fā)展、減能降耗、清潔能源的開發(fā)和利用等方面。

電源規(guī)劃作為電力規(guī)劃的重要方面，在規(guī)劃的過程中要充分考慮到環(huán)境保護、經濟發(fā)展、人類正常生活、資源再利用等因素。電源規(guī)劃的主要目標有：緩解電力資源供需矛盾；增強資源的綜合利用率，尤其是非可再生資源；減少對環(huán)境的壓力，挖掘清潔資源和可再生資源，建設可持續(xù)性和環(huán)境保護型社會。
（1）傳統(tǒng)規(guī)劃方法
20世紀60年代，傳統(tǒng)規(guī)劃法則是電力規(guī)劃的主要手段。傳統(tǒng)電力規(guī)劃通過對當前電力負載量大小的評估，在滿足諸多客觀因素的前提下，達到最佳電力規(guī)劃的目標。傳統(tǒng)電力規(guī)劃數據運算通常把實現全部資金消耗最小化作為目的，全部資金消耗由發(fā)電廠資金消耗及運作消耗組成。如下：          
是全部資金消耗； 是第t年的資金消耗；r代表貼現比重； 是第t年的運作消耗； 是貼現基礎年份。
（2）數學規(guī)劃方法
1970年后，隨著社會進步和科學的發(fā)展，電力規(guī)劃開始把數學規(guī)劃法則當做電力規(guī)劃的主要運算法則。數學規(guī)劃法則分為：線性法則、動態(tài)最佳法則、混合整數法則。這三種法則各有利弊。其中線性法則適用于在線性算數的范圍中獲得目標函數最佳答案的辦法；動態(tài)最佳法則用于多階段判斷過程中求得最佳答案；混合整數法則適用于變動因素中有非整數的情況。
（3）人工智能規(guī)劃方法
隨著新興理論和電力規(guī)劃相融合的發(fā)展，電力規(guī)劃步入新階段——人工智能化階段。它包括理論非清晰化、系統(tǒng)專業(yè)化、模擬神經網絡、遺傳算法四種方法。理論非清晰化用于處理非確定性因素。系統(tǒng)專業(yè)化適用于處理分散性、非線性的問題。模擬神經網絡用于尋求最佳解決規(guī)則。遺傳算法能高效處理“維數災”問題。
（4）電力綜合資源規(guī)劃方法
90年代，中國著力于電力綜合資源規(guī)劃的研究。它是一種新穎的規(guī)劃手段，適用于研究需求估量、供給兩方剖析及總體規(guī)劃等問題。它與傳統(tǒng)電力規(guī)劃有很大不同。第一、雙方的側重資源類型存在差異；第二、資源持有方也有所不同；第三、方案牽涉的操作運行對象不一致；第四、兩者的資源挑選所依據的原則也是不一樣的。
（5）電源規(guī)劃理論的實踐應用
上世紀60年代，國外便探究出多個適用于不同對象的電力規(guī)劃模型及運用算法。一方面，國內通過借鑒國外的成熟的理論體系和研究成果；另一方面從本國國土面積廣大，資源空間分布存在差異，國家能源政策指導變動大的實際國情出發(fā)，我國對電源規(guī)劃進行多方面、多領域的探究科研，得出了一套極具中國特色、適合本國國情的電源規(guī)劃算法。
3 電力綜合資源規(guī)劃中節(jié)能評價分析方法
（1）電力綜合資源規(guī)劃
電力能源綜合策劃即將供需雙方的要求及特點準確把握，對總體的電力能源需求綜合考慮，在確保利益最大化和能源利用最佳化的基礎上，實現總投資金額最少化的目標。它的操作步驟主要是：確立最終目標；估算能源總體需求量；對供需兩側準確把控；總體規(guī)劃已選資源；運行規(guī)劃設計方案；多方面監(jiān)督評價規(guī)劃方案。
（2）電力綜合資源規(guī)劃目標及其分析
能源綜合規(guī)劃是電力綜合資源規(guī)劃的核心內容，其關鍵作用在于建造PIRP模型同時借此獲得真實有效、合理科學的電力策劃方案。PIPR通過綜合調整供需雙方的資源配比，以最少的資金投入比重，實現滿足社會的能源需求的目標。
PIRP是在一定限制因素下對全部投入最少化的策劃，它與TPRP的差異在于PIRP額外考慮了排放物的限制情況。通過對PIRP的提升可以輕易的得出最佳運行方案，同時也可以輕松的計算出其他因素的數值。
依據上文所述原理，為尋找到國內在第T年對清潔可再生能源的消耗以及電廠動能最大化的高效操作方案即實現從0年到T年的總成本最小化目標。設立目標函數為：
                                     （公式1）
式中  ——電力建設的總成本；
      ——規(guī)劃期內各年投產機組的固定費用之和(考慮資金時間價值)；
 ——規(guī)劃期內各年所有機組的運行費用之和(考慮資金時間價值)；
     ——規(guī)劃期內各年投產機組在規(guī)劃期末的殘值(考慮資金時間價值)。
    三個分項分別用公式表示為:

                                         （公式2）
式中  ——規(guī)劃期的時間段，在本論文中，規(guī)劃期為0~T年；
      ——年份；
      ——機組類型的數量，在本論文中，機組類型有14個；
      ——機組類型的序號，，1、2、3 …… 11、14依次代表煤電、燃氣發(fā)電、水電、核  電、風電、太陽能發(fā)電、照明設備EPP、電機EPP、調速設備EPP、移峰設備EPP、高效家電EPP、可中斷設備EPP、節(jié)能變壓器EPP、政策EPP (通過對需求側施行管理政策減少電能消費，以形成廣義的EPP，可細分為N種)，前6個為常規(guī)電源，后8個為能效電廠；


    ——第t年第 類機組的新增裝機容量；
    ——第t年第 類機組的單位容量成本；
        ——第t年的資金時間價值系數。
                        （公式3）

式中  ——第t年第 類機組的總發(fā)電量；
          ——第t年第 類機組的單位變動成本；
          ——常規(guī)電源類型數量，在本論文中為6 (即煤電、燃氣發(fā)電、水電、核電、風電、太陽能發(fā)電)。
                                                  （公式4）
     式中  ——第t年新增的第 類機組在規(guī)劃期末(第T年)的殘值；
          ——第T年的資金時間價值系數。
       更進一步式(2-3)中的    可以由第t年第m類機組的年平均利用小時數確定,即               
                                            （公式5）               


   式中  ——第t年第   類機組的期初裝機容量；
         ——第t年第  類機組新增容量折算等效平均容量的系數；
     ——第t年第講類機組的年平均利用小時數。

通過研究PIRP模型，可以看出：化石能源是影響規(guī)劃目標的主要因素；燃料投入占總投入的很大比重；提高化石燃料利用率有利于緩解污染物排放及能源的供給矛盾；水能動力束縛使得供電方對其他動能的依賴性增加；風能的能源挖掘是目前科研的主要方面；縮減太陽能成本是使其參與PIPR的基礎。減少能耗，提高利用率是本國電力資源策劃的中心。
（3）電力節(jié)能綜合影響因素分析
本國電力需求主要受經濟格局變動、低碳政策運行、清潔資源推廣、電力傳送和新型科技進步及運用、節(jié)能減耗及電力需求方的監(jiān)管這幾方面的影響。伴隨著產業(yè)化區(qū)域化轉移及新型低碳政策運行和新型清潔動能的投入使用，并且在國家加大治污力度及大力發(fā)展新興動能傳輸技術下，國家的電力節(jié)能取得長效發(fā)展。
（4）節(jié)能績效指標
（5）電力節(jié)能關鍵要素分析模型

4 電力綜合資源規(guī)劃節(jié)能評價模型設計
（1）電力需求側管理的能效電廠效應
（2）電力綜合資源規(guī)劃系統(tǒng)架構分析
（3）電力綜合資源規(guī)劃模型的構建
電力綜合資源規(guī)劃流程
電力綜合資源規(guī)劃模型的決策目標
電力綜合資源規(guī)劃模型的約束條件
（4）算例分析
電力綜合資源規(guī)劃模型求解
環(huán)境承載力綜合評價與電源區(qū)域布局
5 總結與展望

參考文獻
[1] 姓名1,姓名2. 文獻題目[J]. 期刊名稱. 年份 期數(月份):頁碼.

本文編號：582892