《電子技術(shù)應(yīng)用》
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智能電網(wǎng)對(duì)低碳電力系統(tǒng)的支撐作用及實(shí)現(xiàn)路徑

2016-12-20
作者:馬保戰(zhàn) 梁進(jìn)祥 杜爭(zhēng)鳴
來(lái)源:《電力設(shè)備》

  由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐不斷加快,促使人們生活水平不斷提升,而對(duì)于電能的需求量也逐漸加大。但是現(xiàn)在電力發(fā)電重點(diǎn)依靠的是煤炭資源,而煤炭在使用時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳等一系列的污染物,進(jìn)而對(duì)空氣質(zhì)量以及人們身體健康造成嚴(yán)重的影響?;谶@種情況,必須要使用新的能源及技術(shù),盡可能減少對(duì)于環(huán)境方面造成的污染,給人們提供一個(gè)良好的生活環(huán)境。隨著低碳電力系統(tǒng)的提出,在某種程度上能夠使上面的問(wèn)題得到解決。因此,下面將進(jìn)一步解析智能電網(wǎng)對(duì)于低碳電力系統(tǒng)的支撐作用。

1.智能電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

  智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),有效克服了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)難以采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的不足,加強(qiáng)了調(diào)度總站對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的控制,在實(shí)際應(yīng)用中,智能電網(wǎng)兼具技術(shù)功能及相應(yīng)目標(biāo)功能,即通過(guò)引入可再生資源,借助先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)清潔發(fā)電,從而減少碳的排放量,提高能源的利用效率,能夠滿足多元化的生產(chǎn)需求,就目前應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看,智能電網(wǎng)在發(fā)電、輸電、配電以及用電各個(gè)環(huán)節(jié)均發(fā)揮了顯著的作用,在對(duì)能源穩(wěn)定性進(jìn)行分析和優(yōu)化過(guò)程中也實(shí)現(xiàn)了能源利用的高效、節(jié)能、環(huán)保等目標(biāo),國(guó)內(nèi)智能用電技術(shù)的應(yīng)用,優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了初步的顯現(xiàn)。智能電網(wǎng)的目標(biāo)功能在電力的各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn),概括來(lái)講,主要包括以下幾個(gè)方面:其一,清潔發(fā)電,基于分布式發(fā)電及微電網(wǎng)技術(shù),在發(fā)電環(huán)節(jié)引入可再生資源和更多清潔能源來(lái)替代常規(guī)化化石能源;其二,優(yōu)化調(diào)度,根據(jù)能源的發(fā)電特性,在輸電環(huán)節(jié)合理安排各類分布式能源來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的調(diào)度目標(biāo);其三,提高傳輸效率,借助超高壓輸電技術(shù)來(lái)提高能源輸送效率,實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)營(yíng)。此外,還能夠?qū)τ秒姽芾硪约半娏ν顿Y起到優(yōu)化作用。

2.低碳電力系統(tǒng)概況

  低碳電力系統(tǒng)就是事實(shí)上是一次能源向二次能源的轉(zhuǎn)化,其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中是利用技術(shù)層面和管理層面等多種形式在發(fā)配配電用電不同環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)、傳輸和利用去碳化過(guò)程的,以保證電能生產(chǎn)清潔、電能利用率更高,從而更好的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)在國(guó)家節(jié)能減排工作中的作用。然而,節(jié)能減排工作畢竟是一個(gè)長(zhǎng)期項(xiàng)目,要想更好實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo),還需要從能源著手,對(duì)再生能源和清潔能源進(jìn)行相應(yīng)分析。在實(shí)際分析過(guò)程中,對(duì)于可能出現(xiàn)的溫室效應(yīng)問(wèn)題,相關(guān)部門應(yīng)該明確責(zé)任,并將重點(diǎn)放在可再生能源和低碳能源開(kāi)發(fā)利用上,以最大化的實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)效益。但是在實(shí)際分析中,必須保證在適時(shí)和適度原則下進(jìn)行。綜合考慮上述因素后,還應(yīng)該對(duì)低碳發(fā)電技術(shù)進(jìn)行分析。在電力發(fā)展過(guò)程中,其發(fā)電側(cè)在電力行業(yè)低碳減排過(guò)程中是有一定作用的,然而低碳電力技術(shù)的引進(jìn),才是電力系統(tǒng)碳化的關(guān)鍵。

  為了使低碳化電力系統(tǒng)更好的發(fā)展,有必要對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化并提高能源利用率,真正實(shí)現(xiàn)清潔開(kāi)發(fā)且高效電力發(fā)展技術(shù),從而提高能源可利用率,降低用戶用電成本,真正走電力經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的道路。而智能電網(wǎng)的出現(xiàn)在一定程度更好滿足低碳電力系統(tǒng)需求。

3.智能電網(wǎng)對(duì)低碳電力系統(tǒng)的支撐作用

  其實(shí)智能電網(wǎng)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展均起到有效的促進(jìn)作用,其建立對(duì)于應(yīng)對(duì)全球氣候變化和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展方面有著十分重要的意義。主要體現(xiàn)在下列幾點(diǎn):

  建設(shè)智能電網(wǎng)能夠?qū)η鍧嵞茉吹拈_(kāi)發(fā)和利用起到一定的促進(jìn)作用,降低各種溫室氣體的排放量,從而對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。

  建設(shè)智能電網(wǎng)還可以使結(jié)構(gòu)能源更加完善,能夠使多個(gè)能源形勢(shì)互補(bǔ)得以成為現(xiàn)實(shí),保證能源供應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性。

  建設(shè)智能電網(wǎng)還能夠提升能源運(yùn)輸以及利用方面的效率。從而有效加強(qiáng)了電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的安全系數(shù),并且使其運(yùn)行起來(lái)更加靈活、經(jīng)濟(jì)、可靠。

  建設(shè)智能電網(wǎng)對(duì)于有關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新起到一定的推動(dòng)作用,并且在很大程度上對(duì)于裝備制造以及信息通信等技術(shù)的優(yōu)化起到促進(jìn)的作用,對(duì)于就業(yè)擴(kuò)展?fàn)I造了良好的環(huán)境,對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到了促進(jìn)的作用。

  建設(shè)智能電網(wǎng)使和客戶只見(jiàn)雙向互動(dòng)得以實(shí)現(xiàn),讓以往電力服務(wù)方式發(fā)生改變,對(duì)于提升國(guó)民生活水平十分有利。

4.智能電網(wǎng)支撐低碳電力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑

4.1清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)路徑

  大規(guī)模并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為電能的清潔生產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件,智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的全面升級(jí)又給大電網(wǎng)的調(diào)配和管理提供了技術(shù)保證,這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合能夠起到從發(fā)電源頭降低碳基能耗的效果。并網(wǎng)技術(shù)提供的多是清潔型能源,如風(fēng)電并網(wǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)等,能夠?qū)ΤR?guī)化石能源起到替代作用,減少碳基能源的使用,同時(shí)智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)又具有進(jìn)行資源優(yōu)化配置的能力,能夠有效駕馭大規(guī)模并網(wǎng)后的大電網(wǎng),進(jìn)而在發(fā)電和配電環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

4.2降低電力損耗

  從電力生產(chǎn)到使用的整個(gè)過(guò)程來(lái)看,基于降低損耗的節(jié)能減排路徑包括3個(gè)細(xì)分路徑。①發(fā)電環(huán)節(jié)基于降低損耗的低碳電力實(shí)現(xiàn)路徑?;谥悄茈娋W(wǎng)調(diào)度技術(shù),能夠盡可能安排清潔能源發(fā)電,減少棄風(fēng)、棄水等發(fā)電資源浪費(fèi),從而達(dá)到間接節(jié)能和間接減排的目的。②輸電環(huán)節(jié)基于降低損耗的低碳電力實(shí)現(xiàn)路徑。應(yīng)用先進(jìn)輸電技術(shù),能夠減少電能傳輸過(guò)程中的損耗,實(shí)現(xiàn)間接節(jié)能和間接減排。③配電環(huán)節(jié)基于降低損耗的低碳電力實(shí)現(xiàn)路徑。通過(guò)高級(jí)的自動(dòng)化系統(tǒng),將大量分布式電源無(wú)縫集成到電網(wǎng)中并協(xié)調(diào)運(yùn)行,將減少遠(yuǎn)距離供能過(guò)程中輸電環(huán)節(jié)的電能損耗,達(dá)到間接節(jié)能和間接減排的目的。

4.3優(yōu)化投資的實(shí)現(xiàn)路徑

  清潔生產(chǎn)、降低損耗和終端節(jié)電均與優(yōu)化投資存在著密切的練習(xí),前三種實(shí)現(xiàn)路徑均能夠滿足優(yōu)化投資的需求,減少傳輸環(huán)節(jié)的損耗,對(duì)發(fā)電源頭和傳輸過(guò)程的損耗進(jìn)行有效控制,滿足了減少電力系統(tǒng)發(fā)電裝機(jī)的投資需求,而提高終端用電效率則是再對(duì)用電環(huán)節(jié)進(jìn)行控制,滿足了減少電力系統(tǒng)輸電擴(kuò)容的投資需求,將二者節(jié)約的投資用于新能效項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)中,可進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)能效,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的工作要求。

4.4基于終端節(jié)電的低碳電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路徑

  基于終端節(jié)電的低碳電力實(shí)現(xiàn)路徑包括3條子路徑:①降壓節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)直接節(jié)電;②用戶用電信息反饋技術(shù)和需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)能夠促進(jìn)用戶優(yōu)化用電模式,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期內(nèi)的節(jié)電效益;③電動(dòng)汽車技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電力的反向傳送,起到間接節(jié)電的作用。上述技術(shù)的應(yīng)用能夠在系統(tǒng)峰荷時(shí)段內(nèi)平抑需求曲線,從而減少峰荷機(jī)組的使用,實(shí)現(xiàn)間接節(jié)能效益和間接減排效益。

  在世界范圍內(nèi)倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的背景下以及在國(guó)家節(jié)能減排工作要求的指導(dǎo)下,智能電網(wǎng)憑借著強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì)在電力行業(yè)掀起了一場(chǎng)變革,現(xiàn)已成為國(guó)際電力行業(yè)共同關(guān)注的新的發(fā)展動(dòng)向,基于智能電網(wǎng)的目標(biāo)功能,提出清潔生產(chǎn)、降低損耗、終端節(jié)電、優(yōu)化投資等低碳電力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑,有利于促進(jìn)國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。


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