建设中国特色的坚强智能电网 推进环保能源发展 实现节能减排

唐瑛媚等

摘 要：随着经济社会的发展，能源供应和能源环境已成为影响人类生存发展的突出问题。建设中国特色的坚强智能电网，积极探索我国环保能源的发展道路，能够保证在能源安全、高效供应的基础上，提高环保电能在能源供应中的比重，有利于实现节能减排、智能用电。文章简要介绍了中国智能电网技术的基本概念和六大特征，论证了建设有中国特色的坚强智能电网对推动环保能源发展实现节能减排的重要性，并结合环保能源的特点和我国可再生能源分布现状，分析了建设中国特色坚强智能电网、发展环保能源面临的巨大挑战，提出了“建设中国特色的坚强智能电网，实现智能电网建设与环保能源發展的互联互动”的理念，并针对建设中国特色坚强智能电网的发电、输电、配电和用电四大主要环节提出了发展策略，供参考和商榷。

关键词：中国特色的坚强智能电网；环保能源；节能减排

我国是用电大国，随着全球资源危机日趋严重，电能在终端能源中所占比例日益增加，社会对环境保护要求提高到一个前所未有的高度，大力发展环保能源实现节能减排成为必然趋势。据中国电力企业联合会统计，截至2013年年底，我国煤电装机容量占总装机容量的比例已经下降到70%以下，水电、风电、核电、太阳能发电、燃气发电等清洁能源发电装机容量为4.61亿千瓦，比重达到37%，发电量1.4万亿度，占总发电量的26%。而2013年煤炭占一次能源消费的比重已经降到65.7%，同比下降0.9个百分点；非化石能源占一次能源消费的比重也由2012年的9.1%提高到了2013年的9.8%[1]。可以预见，在不远的将来，一次能源以环保能源为主，终端能源以电能为主的格局将变成现实。随着电力市场不断推进，用户对可靠、经济、高效、环保的电网需求日益迫切，在这样的现实和发展需求驱动下，智能电网的概念应运而生。

智能电网[2]是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础， 将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网。

智能电网，又被称为电网“高速公路”，是当今国际最前沿的环保能源产业之一。国家电网公司正在大力推进智能电网建设，中国智能电网是以信息化、数字化、自动化、互动化等特征的统一“坚强智能电网”。根据国家电网公司规划，智能电网在中国的发展分三个阶段逐步推进：2009年-2010年是规划试点阶段；2011年-2015年是全面建设阶段；2016年-2020年是引领提升阶段，将全面建成统一的“坚强智能电网”[3]。因此，在智能电网建设期间正确处理好智能电网建设与环保能源发展的互联互动关系，实现节能减排显得极为重要。

1 在发电环节，智能电网将逐步解决风能、太阳能等环保能源的并网接入问题，打破目前环保能源利用的瓶颈

在发电环节，我国能源分布比较集中，国家比较重视大能源基地的建设。因为发电的电源比较大，在发展智能机组的运行控制和网厂协调方面，主要是低电压穿越等[4]，这相对于小电源来说要求比较高一些。智能电网将力求从提高电场的自动化与控制水平、发展储能技术、发展变频逆变技术三方面解决风能、太阳能等环保能源的并网接入问题。

2 在输电环节，特高压技术将解决我国能源结构不匹配的问题，将电能从发电资源充沛的西北地区输送到电力需求密集的东南地区

在输电环节，我国能源现状存在的问题能源结构不合理，电源和负荷相对距离比较远，这就需要可以提供大容量、高电压的特高压交直流输电技术来缓解这个矛盾。对于智能电网而言，如何通过大截面导线、新材料、新技术的应用提高输电电路承载能力和在线检测检修技术是今后研究的重要问题。

3 在配电环节，智能电网统筹安排配电，提高电网整体的利用效率

网架坚强、结构优化的配电网络是建设坚强智能电网配电环节的物质基础，而运行安全可靠、具备能量流与信息流双向交互功能的配电网则是坚强智能电网配电环节的发展方向。因此，应当从网络优化、集中/分散储能、分布式电源接入和配电自动化技术等方面，合理规划，提高整体电网的利用效率。

4 在用电环节，智能电网可以很方便的帮助终端消费者区分电力消耗的高峰期和波谷期，引导用户参与需求侧管理和系统调峰

4.1 坚强智能电网通过改变居民用电方式实现节能减排

与传统电网相比，智能电网改编了居民先使用后付费，不能对能源使用做决策的用电模式。智能电网将各种通讯方式与可控电气设备联系在一起，通过现代信息技术和计算机技术，为用户提供电量计量和电价信号等核心信息，一方面可以实现便利的终端管理，结合电价机制引导用户合理用电，最大限度地提高能源利用效率。另一方面，电网可以科学采集用户用电数据并加以分析，掌握用户的用电行为习惯、进行合理的负荷分配，甚至可以通过数据分析提供管理决策。

4.2 坚强智能电网推动电动汽车等环保型设备发展，减少石化能源消费，实现节能减排

研究发现，电动汽车规模化发展后，电动汽车电池的储能功能，在优化电网负荷特性方面具有巨大潜力。就目前采用的慢充技术而言，一般情况下电动车可在5～8小时之内完成充电过程，而据统计，90%的汽车有95%的时间处于停驶状态[5]。这意味着通过合理的激励手段和先进智能电网技术，能够引导电动车用户把充电时段安排在电网负荷低谷时段，有效地参与需求侧管理和系统调峰，从而提高电力系统整体运行效率以及对环保能源的接纳能力，取得节能减排的巨大环境效益。

总之，建设中国特色的坚强智能电网，为节能减排做贡献，大力发展环保能源，将环保能源转换为电能，减少污染物排放，优化电源结构，实现能源之间的相互替代和兼容与利用，具有显著的综合效益和广阔的发展前景，符合国家能源消费结构调整的战略要求，有利于促进经济的持续健康发展和社会水平的进一步提高。

参考文献

[1]孙珂.智能电网推动“能源互联”[EB/OL].http：//www.indaa.com.cn/dl2011/dlkj/201404/t20140402_1493671.html.

[2]肖立业，林良真.构建全国统一的新能源电网，推进我国智能电网的建设[J].电工电能新技术，2009（4）：54-58.

[3]李兴源，魏巍，王渝红，等.坚强智能电网发展技术的研究[J].电力系统保护与控制，2009，37（17）：1-7.

[4]杨敬梅.从智能电网六个环节的建设中寻找机会[EB/OL].http：//smartgrids.ofweek.com/2011-06/ART-290004-8420-28471274.html.

[5]靳晓凌，李立理.智能电网助力电动车发展[N].国家电网报，2010（5）.

[6]孟昭莉，孙晓菲，权圣容.中国智能电网产业现状及发展战略剖析[J].

作者简介：唐瑛媚，女，任职于国网天津城南供电公司电力调度控制中心，主要从事负荷预测与经济运行分析工作。

齐昕，男，任职于国网天津城南供电公司电力调度控制中心，主要从事管理工作。

魏 ，男，任职于首都航天机械公司生产处，主要从事生产调度工作。