節(jié)能減排環(huán)境下的電力系統(tǒng)規(guī)劃與重構(gòu)問題研究分析

徐峰亮

摘要：電力是我國國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)能源。目前，電力能源利用率低下，資源開發(fā)過度，環(huán)境問題日益突出。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，當(dāng)前我國的國民生產(chǎn)總值已經(jīng)躍居世界第二，然而經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)并不能完全代表技術(shù)上的先進(jìn)，事實(shí)上，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展是以高耗能為代價(jià)的，因此在節(jié)能減排環(huán)境下，開展電力系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化重構(gòu)工作顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；電力系統(tǒng)規(guī)劃；分布式電源

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）36-8831-02

我國是一個(gè)資源大國，然而人均儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，近年來，全球環(huán)境變暖日趨突出，節(jié)能減排越來越受到國家、企業(yè)以及人民的重視。電力行業(yè)作為能源消耗和污染物排放的主要產(chǎn)業(yè)，節(jié)能減排環(huán)境下的電力節(jié)能異常艱巨，優(yōu)化電力系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境、經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，是電力系統(tǒng)安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保障基礎(chǔ)。

1 電力系統(tǒng)存在的問題分析

1.1 電力能源的分配及消耗

煤炭在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到具足輕重的作用，我國目前仍以火力發(fā)電為主，水力發(fā)電居次，之后是核電廠、太陽能、潮汐能等其他新能源。就我國所具備的資源優(yōu)勢(shì)而言，火力發(fā)電一直占據(jù)主導(dǎo)地位，然而重污染、高消耗的特性使得火力電廠的競(jìng)爭(zhēng)力逐漸下降，大量開采導(dǎo)致地下水位降低、地面下沉等，再加上全球變暖、酸雨等嚴(yán)重自然災(zāi)害加速了火力電廠退出電力舞臺(tái)。水力發(fā)電明顯的優(yōu)勢(shì)是水資源的可再生性以及無二氧化硫、二氧化碳等有害氣體的排放，成為節(jié)能減排的首要領(lǐng)域。其他的新能源利用呈逐漸增長(zhǎng)趨勢(shì)，并且憑借其優(yōu)越的環(huán)保性能，勢(shì)必成為未來能源發(fā)展的主導(dǎo)方向，但由于技術(shù)的局限性和高成本性，發(fā)展規(guī)模將會(huì)受到限制。

1.2 電力能源的輸送過程中存在瓶頸

我國地域遼闊，能源資源分布與需求呈逆向分布，煤炭的運(yùn)輸以鐵路運(yùn)輸為主，依據(jù)我國的能源與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，筆者認(rèn)為到2020年我國以煤為主的電力結(jié)構(gòu)無法改變。這就無法改變高消耗低效能的現(xiàn)狀，目前我國的煤占居電源結(jié)構(gòu)的一半以上，雖然我國總體儲(chǔ)量有較大優(yōu)勢(shì)，但是其發(fā)電效率和帶來的嚴(yán)重污染后果將是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。

1.3 發(fā)電、輸送、變電及配電損失嚴(yán)重

我國的電力結(jié)構(gòu)以煤炭為主，而且我國的火力發(fā)電耗能較高，電力生產(chǎn)設(shè)備陳舊，產(chǎn)能低。北煤南送，西電東輸?shù)木窒扌詫?dǎo)致電力在運(yùn)輸中大量損失，并且投入和風(fēng)險(xiǎn)較大，更加堅(jiān)定了我國必須走節(jié)能減排的路線。

1.4 電力負(fù)荷的增長(zhǎng)

經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展是電力負(fù)荷增長(zhǎng)的助推器，經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)使得電力的應(yīng)用更加廣泛，電氣化飛速發(fā)展。我國的電力負(fù)荷呈現(xiàn)出一年更比一年高的趨勢(shì)，電力需求推動(dòng)電力建設(shè)的大發(fā)展，因此電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要往多元化高產(chǎn)能的方向發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)規(guī)劃與重構(gòu)方法的內(nèi)容分析

2.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃與重構(gòu)方法分析

近年來，各大電網(wǎng)都在進(jìn)行不同階段的發(fā)展規(guī)劃，節(jié)能減排戰(zhàn)略使得電力規(guī)劃系統(tǒng)的一些亟待解決的問題迎來變革。而如何實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)高效規(guī)劃與重構(gòu)，這就需要制定相應(yīng)節(jié)能減排政策，通過構(gòu)建一些規(guī)劃方法如面向節(jié)能減排的電源優(yōu)化方法、電力系統(tǒng)碳排放核算與分析方法，節(jié)能減排的電源優(yōu)化方法具有傳統(tǒng)分析方法不具備的準(zhǔn)確性，適應(yīng)節(jié)能減排的大環(huán)境，因此分布式電源的應(yīng)用越來越廣泛，并且分布式電源可以集中分散能源，提高應(yīng)用效率。

要想在節(jié)能減排環(huán)境下做好電力系統(tǒng)規(guī)劃與重構(gòu)工作，就需要在配電系統(tǒng)中有效普及應(yīng)用清潔、低碳、綠色環(huán)保的分布式電源。而要想在新的配電系統(tǒng)中的合理規(guī)劃好多種分布式電源就需要有效計(jì)算多種分布式電源的資源消耗，通過對(duì)其與自然環(huán)境影響的綜合優(yōu)化確定定容模型，通過結(jié)合全生命周期擁消耗作為綜合指標(biāo)衡量分布式電源所帶來的節(jié)能減排效益。

2.2 分布式電源的優(yōu)化重構(gòu)

電源在電力市場(chǎng)中扮演著重要的角色，電源規(guī)劃方案，既受到各市場(chǎng)成員的切身利益的影響，又影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因而電源規(guī)劃引人矚目。分布式電源（Distributed Generation，DG）通常是指發(fā)電功率為數(shù)千瓦至 50MW 小型模塊式的、和環(huán)境實(shí)現(xiàn)現(xiàn)良好兼容的獨(dú)立電源。它主要分散布置在用戶附近，是一個(gè)高效、可靠的發(fā)電單元。分布電源區(qū)別與傳統(tǒng)集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離傳輸、大互聯(lián)網(wǎng)式的發(fā)電形式，它是建立在先進(jìn)的材料技術(shù)和高超的制造工藝之上，借助自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地區(qū)電力供應(yīng)的一種電力供應(yīng)單元，具有低污染排放，靈活方便，高可靠性和高供電效率等特點(diǎn)。分布式電源目前已經(jīng)在各國受到大力支持和快速發(fā)展。

2.2.1 分布式電源的重要意義

分布式能源可利用天然氣、煤層氣、焦?fàn)t煤氣、沼氣等資源，甚至可利用水能等可再生資源。分布式電源利用率高、環(huán)保性強(qiáng)，如使用太陽能、風(fēng)能及其他清潔能源，減少污染排放，增加經(jīng)濟(jì)效益。在夏季和冬季的負(fù)荷高峰時(shí)期，采用以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)等冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，不僅可以解決夏季的供冷和冬季的供熱需要，也提供了一部分電力，起到削峰、填谷作用。分布式電源的安全性與可靠性更受企業(yè)的青睞，而且減弱了峰谷差過大現(xiàn)象，發(fā)揮了天然氣與電力互補(bǔ)作用。

2.2.2 分布式電源的應(yīng)用

首先分布式電源可以用于智能網(wǎng)建設(shè)，可以節(jié)省電網(wǎng)投資，降低電能消耗，促進(jìn)環(huán)保事業(yè)發(fā)展。分布式電源就地取材，利用周圍可再生資源，減少投資，降低污染氣體的排放量，促進(jìn)節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)施。其次，2003年北美大停電告誡人們?cè)绞乾F(xiàn)代化的社會(huì)越是脆弱，科技可以解決很多問題，但一旦解決不到位時(shí)就會(huì)產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，利用分布式電源的簡(jiǎn)便性，以防電力短缺。分布式電源的可靠性較強(qiáng)可用于一些居住偏遠(yuǎn)，或者是需要兩個(gè)獨(dú)立電網(wǎng)的用戶。

3 結(jié)束語

電力系統(tǒng)是節(jié)能減排戰(zhàn)略的重要高地，是一次能源消耗和二次能源供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在節(jié)能減排環(huán)境下，想要有效解決電力系統(tǒng)規(guī)劃及重構(gòu)問題就需要有效借助分布式電源應(yīng)用。而分布式電源的容量和所接入地點(diǎn)往往對(duì)經(jīng)濟(jì)成本和配電系統(tǒng)產(chǎn)生了極其深刻影響。因此，如何在配電系統(tǒng)應(yīng)用過程中優(yōu)化分布式電源就成其推廣應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過結(jié)合經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等一系列影響因素，最終將在節(jié)能減排環(huán)境下充分做好電力系統(tǒng)規(guī)劃與重構(gòu)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李興源.含有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)重構(gòu)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011（4）：115-122.

[2] 韋鋼，周冰.含分布式電源的配電網(wǎng)模糊優(yōu)化規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012（7）：19-22.

[3] 甘德強(qiáng).分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化及節(jié)能減排效益分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013（4）：29-36.endprint