建設(shè)中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng) 推進(jìn)環(huán)保能源發(fā)展 實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

唐瑛媚等

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，能源供應(yīng)和能源環(huán)境已成為影響人類生存發(fā)展的突出問題。建設(shè)中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，積極探索我國環(huán)保能源的發(fā)展道路，能夠保證在能源安全、高效供應(yīng)的基礎(chǔ)上，提高環(huán)保電能在能源供應(yīng)中的比重，有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、智能用電。文章簡要介紹了中國智能電網(wǎng)技術(shù)的基本概念和六大特征，論證了建設(shè)有中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)對推動(dòng)環(huán)保能源發(fā)展實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要性，并結(jié)合環(huán)保能源的特點(diǎn)和我國可再生能源分布現(xiàn)狀，分析了建設(shè)中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)、發(fā)展環(huán)保能源面臨的巨大挑戰(zhàn)，提出了“建設(shè)中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)與環(huán)保能源發(fā)展的互聯(lián)互動(dòng)”的理念，并針對建設(shè)中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、配電和用電四大主要環(huán)節(jié)提出了發(fā)展策略，供參考和商榷。

關(guān)鍵詞：中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)；環(huán)保能源；節(jié)能減排

我國是用電大國，隨著全球資源危機(jī)日趨嚴(yán)重，電能在終端能源中所占比例日益增加，社會(huì)對環(huán)境保護(hù)要求提高到一個(gè)前所未有的高度，大力發(fā)展環(huán)保能源實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排成為必然趨勢。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2013年年底，我國煤電裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的比例已經(jīng)下降到70%以下，水電、風(fēng)電、核電、太陽能發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等清潔能源發(fā)電裝機(jī)容量為4.61億千瓦，比重達(dá)到37%，發(fā)電量1.4萬億度，占總發(fā)電量的26%。而2013年煤炭占一次能源消費(fèi)的比重已經(jīng)降到65.7%，同比下降0.9個(gè)百分點(diǎn)；非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重也由2012年的9.1%提高到了2013年的9.8%[1]?？梢灶A(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，一次能源以環(huán)保能源為主，終端能源以電能為主的格局將變成現(xiàn)實(shí)。隨著電力市場不斷推進(jìn)，用戶對可靠、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的電網(wǎng)需求日益迫切，在這樣的現(xiàn)實(shí)和發(fā)展需求驅(qū)動(dòng)下，智能電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。

智能電網(wǎng)[2]是以包括各種發(fā)電設(shè)備、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備的物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)， 將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)化與智能控制技術(shù)等與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)，又被稱為電網(wǎng)“高速公路”，是當(dāng)今國際最前沿的環(huán)保能源產(chǎn)業(yè)之一。國家電網(wǎng)公司正在大力推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，中國智能電網(wǎng)是以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化等特征的統(tǒng)一“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。根據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)劃，智能電網(wǎng)在中國的發(fā)展分三個(gè)階段逐步推進(jìn)：2009年-2010年是規(guī)劃試點(diǎn)階段；2011年-2015年是全面建設(shè)階段；2016年-2020年是引領(lǐng)提升階段，將全面建成統(tǒng)一的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”[3]。因此，在智能電網(wǎng)建設(shè)期間正確處理好智能電網(wǎng)建設(shè)與環(huán)保能源發(fā)展的互聯(lián)互動(dòng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排顯得極為重要。

1 在發(fā)電環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)將逐步解決風(fēng)能、太陽能等環(huán)保能源的并網(wǎng)接入問題，打破目前環(huán)保能源利用的瓶頸

在發(fā)電環(huán)節(jié)，我國能源分布比較集中，國家比較重視大能源基地的建設(shè)。因?yàn)榘l(fā)電的電源比較大，在發(fā)展智能機(jī)組的運(yùn)行控制和網(wǎng)廠協(xié)調(diào)方面，主要是低電壓穿越等[4]，這相對于小電源來說要求比較高一些。智能電網(wǎng)將力求從提高電場的自動(dòng)化與控制水平、發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)、發(fā)展變頻逆變技術(shù)三方面解決風(fēng)能、太陽能等環(huán)保能源的并網(wǎng)接入問題。

2 在輸電環(huán)節(jié)，特高壓技術(shù)將解決我國能源結(jié)構(gòu)不匹配的問題，將電能從發(fā)電資源充沛的西北地區(qū)輸送到電力需求密集的東南地區(qū)

在輸電環(huán)節(jié)，我國能源現(xiàn)狀存在的問題能源結(jié)構(gòu)不合理，電源和負(fù)荷相對距離比較遠(yuǎn)，這就需要可以提供大容量、高電壓的特高壓交直流輸電技術(shù)來緩解這個(gè)矛盾。對于智能電網(wǎng)而言，如何通過大截面導(dǎo)線、新材料、新技術(shù)的應(yīng)用提高輸電電路承載能力和在線檢測檢修技術(shù)是今后研究的重要問題。

3 在配電環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)統(tǒng)籌安排配電，提高電網(wǎng)整體的利用效率

網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的配電網(wǎng)絡(luò)是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而運(yùn)行安全可靠、具備能量流與信息流雙向交互功能的配電網(wǎng)則是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)的發(fā)展方向。因此，應(yīng)當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、集中/分散儲(chǔ)能、分布式電源接入和配電自動(dòng)化技術(shù)等方面，合理規(guī)劃，提高整體電網(wǎng)的利用效率。

4 在用電環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)可以很方便的幫助終端消費(fèi)者區(qū)分電力消耗的高峰期和波谷期，引導(dǎo)用戶參與需求側(cè)管理和系統(tǒng)調(diào)峰

4.1 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)通過改變居民用電方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)改編了居民先使用后付費(fèi)，不能對能源使用做決策的用電模式。智能電網(wǎng)將各種通訊方式與可控電氣設(shè)備聯(lián)系在一起，通過現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，為用戶提供電量計(jì)量和電價(jià)信號等核心信息，一方面可以實(shí)現(xiàn)便利的終端管理，結(jié)合電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)用戶合理用電，最大限度地提高能源利用效率。另一方面，電網(wǎng)可以科學(xué)采集用戶用電數(shù)據(jù)并加以分析，掌握用戶的用電行為習(xí)慣、進(jìn)行合理的負(fù)荷分配，甚至可以通過數(shù)據(jù)分析提供管理決策。

4.2 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)推動(dòng)電動(dòng)汽車等環(huán)保型設(shè)備發(fā)展，減少石化能源消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

研究發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)汽車規(guī)?；l(fā)展后，電動(dòng)汽車電池的儲(chǔ)能功能，在優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)荷特性方面具有巨大潛力。就目前采用的慢充技術(shù)而言，一般情況下電動(dòng)車可在5～8小時(shí)之內(nèi)完成充電過程，而據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%的汽車有95%的時(shí)間處于停駛狀態(tài)[5]。這意味著通過合理的激勵(lì)手段和先進(jìn)智能電網(wǎng)技術(shù)，能夠引導(dǎo)電動(dòng)車用戶把充電時(shí)段安排在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段，有效地參與需求側(cè)管理和系統(tǒng)調(diào)峰，從而提高電力系統(tǒng)整體運(yùn)行效率以及對環(huán)保能源的接納能力，取得節(jié)能減排的巨大環(huán)境效益。

總之，建設(shè)中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，為節(jié)能減排做貢獻(xiàn)，大力發(fā)展環(huán)保能源，將環(huán)保能源轉(zhuǎn)換為電能，減少污染物排放，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源之間的相互替代和兼容與利用，具有顯著的綜合效益和廣闊的發(fā)展前景，符合國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略要求，有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展和社會(huì)水平的進(jìn)一步提高。

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作者簡介：唐瑛媚，女，任職于國網(wǎng)天津城南供電公司電力調(diào)度控制中心，主要從事負(fù)荷預(yù)測與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析工作。

齊昕，男，任職于國網(wǎng)天津城南供電公司電力調(diào)度控制中心，主要從事管理工作。

魏 ，男，任職于首都航天機(jī)械公司生產(chǎn)處，主要從事生產(chǎn)調(diào)度工作。