[发明专利]一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统

说明书

本发明公开了一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法及系统，该方法包括以下步骤：确定基准年和目标年；获取基准年机组结构与各类污染物排放值；确定目标年国家制度因素、减排技术和机组结构变化情况，以及各污染物排放水平及减排空间；确定综合效益的目标函数，以目标年改造装机约束与减排量约束为约束条件，建立成本效益减排优化模型；确定成本效益最优的火电机组减排方案。本发明在满足环保排放要求的前提下，对每一项减排措施从效益和成本两方面考虑，全面考虑各种烟气除尘脱硫脱硝技术的设计参数及对电厂现有设备运行的影响，通过计算投资成本、年运行成本、污染物排污费等经济指标进行综合比较，最终达成综合成本效益最优的减排方案。

技术领域

本发明涉及能源、电力、环境及技术经济学领域，具体涉及一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统。

背景技术

近年来，我国东中部地区频繁出现严重的雾霾污染，给人民生产生活和身心健康带来严重影响。研究表明，煤炭燃烧产生的烟尘、二氧化硫、氮氧化物是形成雾霾的主要来源之一，燃煤发电作为我国煤炭利用的主要形式，虽然除尘、脱硫、脱硝等技术已在电力行业大规模推广，但由于电煤消费总量大，大气污染物排放总量也长期居于高位，随着减排技术进步和排放标准的提高，未来仍有一定的减排空间。

传统的火电行业减排主要针对通过相应技术手段实现，且大多集中在对单一污染物减排的技术分析上；即使对于综合减排方案，也主要从实现污染物排放绩效达标的角度考虑，没有关注过减排成本的影响，造成了没必要的经济损失。

有鉴于此，急需提供一种综合成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法，包括以下步骤：

确定基准年和目标年；获取基准年机组结构与各类污染物排放值；确定目标年国家制度因素、减排技术和机组结构变化情况，确定目标年各污染物排放水平及减排空间；确定综合效益的目标函数，以目标年改造装机约束与减排量约束为约束条件，建立利用基于线性规划的成本效益减排优化模型；根据目标年机组结构及减排技术进行优化选择，确定成本效益最优的火电机组减排方案；其中，

机组结构包括火电机组组合、年发电小时数和煤质种类；

污染物排放水平：为某一确定污染物在某种确定边界条件下的排放量；确定边界条件指火电机组结构、相应减排技术与排放标准指定条件；

减排空间：减排空间为一相对变量，由目标年与基准年相比的国家制度因素、减排技术与机组结构参数的变化决定。

在上述方法中，所述优化模型具体如下：

(1)目标函数：Maxz＝W^TX；

式中，z是总综合效益；X是火电机组的改造装机量；W为火电机组改造后能获取的综合收益，即改造收益与改造成本的差值；

改造收益＝减排收益+隐形收益；其中，减排收益＝排污费*减排量，隐形收益＝未来高环保费用及人类健康成本*减排量；

改造成本＝改造投资成本+改造运维成本；其中，改造投资成本以最长寿命期作为投资回收期折算，改造运维成本以寿命期内平均值为准；

(2)约束条件：改造装机约束与减排量约束，其中，

改造装机约束：

0≤x_i,j,k

减排量约束：