適應低碳發展需要的智能電網技術論文

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了適應低碳發展需要的智能電網技術論文范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

一、中國更加積極地推進低碳發展

中國減排的需求不僅僅來自于國際氣候談判進程的要求，也是中國當前治理大氣污染的必然選擇。 快速增長的化石能源生產和消費是造成當前“資源約束趨緊、環境污染嚴重、 生態系統退化” 嚴峻形勢的首要原因。 SO2、NOx、煙塵等常規污染物排放的 70%以上來自燃煤和汽車尾氣。 北京 PM2.5 也主要是由化石能源消費所貢獻，夏天的貢獻率約占 50%，冬天更是高達占 70%。PM2.5 成分中，40%~75%的重金屬、超過 50%的黑碳來自化石能源消費。在大氣污染治理和國際氣候變化進程的雙重推動下，中國低碳發展的進程不斷加快。 2014 年 6 月 17 日，總理訪問英國時，中英雙方的《中英氣候變化聯合聲明》， 大體是中國政府近期對低碳問題的權威解釋之一。

與 2 月中美氣候變化聯合聲明只是強調 5 個方面的合作項目不同，中英的這次聯合聲明特別強調了全球氣候談判的兩個重要節點，一個是 2015 年的《聯合國氣候變化框架公約》巴黎締約方大會，一個是聯合國秘書長潘基文于 2014 年 9 月召開的領導人峰會。而且特別強調“努力建立全球共識，以在巴黎通過一個在公約下適用于所有締約方的議定書、其他法律文書或具有法律效力的議定成果”，“中英兩國承諾共同努力，支持聯合國秘書長的工作，并維持這一強勁勢頭直至 2015 年巴黎會議”。2014 年 7 月 9 日， 中美氣候變化工作組提交第六輪中美戰略與經濟對話的報告強調，“中美兩國采取強有力的國內適當行動，包括大規模的合作行動，比以往任何時候都至關重要。 ”用“聚同化異”來概括處理中美之間分歧的原則，這也進一步表明了氣候變化問題在中美新型大國關系中的地位不斷上升，以及中美作為負責任的大國積極應對全球氣候變化的決心。

二、低碳發展呼呼電網技術創新

電能是清潔、優質的能源形式，也是聯結多種一次能源的樞紐，電網不但是能源使用和輸送的樞紐，也是聯接能源生產者和消費者之間的樞紐。中國的低碳發展必須有能源革命的支撐。 無論是能源生產的合作，還是能源消費的革命，都離不開電網的支撐。 建設適應未來能源發展的智能型電網是當前及今后較長時期內電網技術發展的重要方向。 低碳發展對電網提出以下重要的技術需求：大規模接納可再生能源；分布式能源與電網的協同創新；大容量遠距離電力傳輸；引導社會節能；提供社會服務。大規模接納可再生能源技術。 這是電網技術創新最緊迫的問題。 高比例的可再生能源是未來能源結構的核心特征， 必須建設智能電網以大規模接入可再生能源。2007～2012 年， 全球非水可再生能源翻了一番多 ，OECD國家可再生能源增長 90%；歐盟為了加快能源結構低碳化， 確立大比例可再生能源目標，2020 年可再生能源比例達 20%，2030 年達 27%。 在德國 2010 年的《2050年能源規劃綱要》中，德國制定的目標是可再生能源占一次能源比例 2030 年達 30%，2050 年達 60%。 到2050年，80%以上電力來自可再生能源，風力發電將在德國電力供應中發揮關鍵作用，這就需要新建大規模的陸地和海洋風電場。 在未來，將份額不斷增加的可再生能源電力成功集成到電力輸送網絡中，則是德國和歐洲面臨的重要任務。分布式能源與電網的協同創新。

以能源梯級利用為特征的分布式電源正在改變過去單一的集中式發電和大規模傳輸的傳統模式。隨著可再生能源比例不斷擴大，需要將其與傳統能源進行優化協調， 并實現可再生能源與能源市場的集成， 電力網絡基礎設施與能源存蓄技術將在該方面發揮決定性作用。 這個領域還需要很多技術創新。第一，要進一步研發分布式發電閉幕式網規劃理論及標準。 第二，分布式智能配電網絡技術、微型電網為骨干的分布式智能配電網絡是分層分布式電力系統的重要一環。 第三，提高微網、分布式能源系統電能利用效率和經濟性需要利用電力儲能技術。 儲能技術被譽為電力行業的第六價值鏈，是解決可再生能源大規模接入、提高常規電力系統和區域能源系統效率、 安全性和經濟性的有效途徑。大容量遠距離電力傳輸技術。 中國東部地區的嚴重霧霾迫切需要治理，西部地區擁有相對寬松的環境承載力和豐富的煤炭資源，大容量遠距離輸電能夠統籌利用全國環境容量，實現以電代煤、以電代油、電從遠方來，從而有效緩解東中部地區霧霾問題同時大容量。 這對我國高電壓、大容量輸電技術和電網安全控制技術提出很高的要求。 美國的智能電網計劃認為，在輸電基礎設施中整合智能電網技術和清潔、分布式發電，將為減少或控制碳排放提供一個有力途徑。引導社會節能的技術。 通過實施能源需求側管理，將使能源消費更加適應能源供給。 NRDC（美國自然資源保護協會）是第一個將電力需求側管理（DSM）概念帶入中國的國際組織，十多年來一直致力于倡導需求側管理機制的建立，幫助推進此類國家政策的制定。《國家電力需求側管理辦法》于 2011 年開始生效。這部新的國家節能法規首次要求中國的電網企業將其電力收入的一部分投資于大規模的能效項目，以幫助中國的工廠、企業和家庭提高能效。2012 年， 國家財政部和國家發改委確定首批試點工作城市為北京市、江蘇省蘇州市、河北省唐山市、廣東省佛山市等四個城市。美國在推行需求側管理能效計劃之外，開始更加強調基于智能電網的更廣泛的需求優化，認為需求優化在通過多種方式調節需求響應的同時，能夠在整個能源價值鏈中創造運營和經濟效益的戰略。 而且為了顯著減少城市、省州或地區的碳足跡，必須將能源的生產、輸送和需求作為一個完整的系統進行優化。 目前，中美 2014 年7 月開展的第六輪中美戰略與經濟對話中 ， 正在探索如何優化電力需求，并將能效和可再生能源整合入電網系統。為社會提供服務的技術。電網企業的電線加上了光纖已經具有強大的數據傳輸功能，可以開發多種多樣的為客戶服務的功能。合同能源管理作為節能的一項重要制度設計，其有效推廣需要權威的能源節約核查機構，電網企業的全覆蓋的計量系統有助于其發揮這樣的核查功能。電網和其他核查機構組成的能源核查體系越來越完善，將有助于建立一個全國性的溫室氣體減排信息的“測量、報告和核查”（MRV）體系。

三、中國的低碳發展需要怎樣的智能電網

中國智能電網應當能夠響應上述五方面的技術需求。 智能電網不但能夠將新型可替代能源接入電網，比如太陽能、風能、地熱能等，還能實現可再生能源的大規模遠距離轉輸，并能實現分布式能源管理，從而推動能源生產革命；同時智能電網還能引導用戶有效開展節能，從而推動能源消費革命，還能夠為社會提供廣泛服務，進行技術創新、商業模式創新，使智能電網為社會提供更多更有價值的服務。智能電網要想實現大規模的能源替代和多種能源的兼容利用，需要在創建開放的系統和建立共享的信息模式基礎上，整合系統中的數據，優化電網的運行和管理。智能電網可以利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合，遇到電力供應的高峰期，能夠在不同區域間進行及時調度，平衡電力供應缺口，從而達到對整個電力系統運行的優化管理。 借助于智能電網的這些功能，德國所構想的 80%電力來自可再生能源的計劃才能夠實現。智能電網將以信息技術改造和提升現有電網體系的能源效率，同時實現消費者和生產者友好互動，既能促進用戶側能效水平的提高，還為提供延伸服務創造了可能。大規模接入可再生能源需要加快智能電網的建設，而智能電網又能夠為節能汽車提供新動力，加速節能汽車乃至電動汽車產業的發展，并進而帶動一系列產業的科技革命。 智能電表也可以作為互聯網路由器，推動電力企業以其終端用戶為基礎，進行通信、運行寬帶業務或傳播電視信號。

GE 公司已經開展了智能電網為終端用戶提供無線即時寬帶和視訊服務的計劃和實驗，IT 產業的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟。中國電力企業聯合會理事長， 國家電網公司董事長、黨組書記劉振亞 2013 年撰寫的 《智能電網與第三次工業革命》一文，展現了智能電網的美好前景：普通家庭能夠通過智能電網實現用戶能源管理、移動終端購電、綜合信息服務、遠程家電控制。 同時，智能電網與物聯網、互聯網等深度融合后，將構成價值無法估量的社會公共平臺，可以支撐智能家庭、智能樓宇、智能小區、智慧城市建設，推動生產生活智慧化。國網江蘇蘇州供電公司積極配合國家級低碳試點城市蘇州市的試點工作，在《蘇州市低碳發展規劃》中，智能電網局部試點將用數字化信息集成系統、智能化互動供用電系統，以及適應智能電網的調度管理系統，實現電網與可再生能源和分布式能源系統友好兼容，包括風能、太陽能、生物質能發電、熱電冷聯產，以及電力儲能系統。《蘇州市的低碳發展規劃》同時還構劃了基于智能電網的電能管理服務公共平臺。該平臺將匯集電力企業的用電信息系統數據、各類電能服務采集商采集的客戶數據、大型企業的自身用電管理系統數據等數據，為政府宏觀經濟運行調節和節能減排工作提供政策參考， 為客戶內部能效服務、有序用電、負荷管理、需求響應等提供技術支撐。美國未來學家杰里米•里夫金在其新著 《第三次工業革命》中提出，分布式可再生能源和互聯網技術相結合的“能源互聯網”將出現。 隨著智能電網技術的發展，未來將實現“有插座的地方就有互聯網”，電信、電網、電視網的整合將成為可能，為中國電力、電信產業、通信產業、電視媒體等整合提供了獨特機遇。 智能電網與物聯網、互聯網深度融合后， 不僅通過智能家居使智能家庭的實現成為可能，還將使整個樓宇乃至小區的能源消費和能源生產信息實現智能化管理，從而支撐智能樓宇、智能小區的建設，還將有力支撐整個碳預算和碳排放管理，使智慧低碳城市成為可能。以智能電網為核心的大數據將支撐規模龐大的商業信息服務體系和公共信息服務體系，具有巨大的價值空間。

作者：何繼江 單位：清華大學低碳經濟研究院博士后