智能电网与节能减排

智能电网和节能减排改革开放30多年来，中国经济快速增长，付出了相当大的资源和环境代价。发达国家200多年工业化中遇到的环境问题在我国30多年的快速发展中集中出现，突出了我国的资源、环境问题。改变不可持续发展方式已成为首要任务。2005年，我国在社会经济发展的“十一五”纲要中首次提出了约束性定量节能减排减排目标：到2010年，我国单位GDP能耗从2005年的1.22吨标准煤减少到1吨标准煤以下，减少了20%左右；单位工业部把用水量降低30%。减少主要污染物排放总量10%。去年，我国政府再次提出了新的目标，即，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年减少40%到45%，非化石能源一次减少能源消费的比重约为15%。作为发展中国家，我国在工业化、城市化加速的同时，面临着经济发展、扶贫、改善民生、控制污染、减少温室气体排放等多种压力，在同一发展阶段，受到的挑战比发达国家大得多。在过去的5年里，我国的节能减排事业取得了巨大的成果，实现了目标，但牺牲了GDP的增加量，取得了成果。还出现了为了在个别地区实现目标而切断电力的做法。在手段上，还采用了很多初级手段，如消除落后生产能力、控制高能消费、过度增长高公害产业等。根据国际经验，节能和减排工作开始变得容易，后面越来越难。在“十二五”和“十二五”期间，我国改变了经济发展方式，我们一方面面临经济发展、消费升级、能源需求的僵化增长。相反，面临应对气候变化和减少温室气体的巨大压力。如果我们不采取新的努力和新的方式，减排将对经济的健康发展构成束缚。因此，我们必须继续想办法提高能效，改变能源结构，从根本上减少每单位GDP的能源消耗压力。2010年3月，政府工作报告指出：“积极开发低碳技术，普及节能技术，积极开发新能源和可再生能源，加强智能电网建设。”从此，智能电网建设逐渐进入人们的视野，作为提高能源效率和节能、优化能源结构的节能减排的新思路。能源效率、节能、能源结构优化是实现2020年碳减排目标的主要途径，贡献率分别达到70%和20%。智能电网建设有助于风力、太阳能发电等间歇性能源的并网利用和“煤炭输电并行”国家能源综合运输系统的建设，有效控制环境污染和温室气体减排。基本上，部署智能电网后，充分发挥能源配置的绿色平台功能，消除清洁能源消耗，通过电力系统提高能源利用效率，加快电动汽车发展等，2020年比2005年减少16.5亿吨二氧化碳，预计中国实现2020年单位GDP碳排放目标的贡献率将超过20%。通过建立智能电网，实施科学有效的需求侧管理，到2020年，我国将减少安装基础1亿千瓦左右，超过5个三峡项目的安装容量，同时节约8000亿 10000亿美元。2009年，在全国生产340克/千瓦时电力的智能电网开发模式的推进下，2020年实现了305克/千瓦时的煤炭消耗。年电力发电以101616亿千瓦时(火力发电设备为11.6亿千瓦，占总装机容量的64.5%)计算，每年可以节约3.66亿吨煤。由于智能电网的推进，假设2020年比2005年增加了3000万台，可以代替燃料3550万吨，考虑到2020年的发展结构，可以用石油代替电力实现二氧化碳6870万吨的减少。与此同时，智能电网的节能效率在国际上得到了广泛认可。在天津举行的2010年能源展望报告年，世界经济论坛指出，美国的输电线路损失率几乎为6%，印度线路损失率为25%。智能电网提供在必要的时间和地点生产和分配理想数量电力的能力，使消费者的行为更加有效。首先，智能电网可以提高传输效率。作为国际高压输电技术的一个分支，以超高压输电网及800千伏直流系统为主轴，与各级电网结合发展起来的现代大型电网技术相比，目前世界各国普遍采用的500千伏及220千伏电网，超高压电网具有容量、距离长度、损失减少等突出优势。应用电力电子HVDC (HVDC)技术和灵活交流传输系统(FACTS)技术提高现有输电线路承载能力的智能电网部署，可以在不增加输电线路的情况下充分利用现有输电线路，提高传输容量和可靠性。随着监控、通信、控制、保护技术的发展，广域内的潮流控制成为可能。电能质量调整技术开发将建立具有适应性、恢复性的智能传输分配网络。能源转换技术的成熟广泛使用新能源发电，尤其是风电并网；同时，微电网和能源存储技术允许电力用户做出更多选择，从而形成高效、清洁、自我修复的全智能电网。到2020年，如果将我国电网损失率从6.72%进一步降低到0.5%，计划安装容量17.9亿千瓦，根据2020年计划的跨区传输容量，国家电网将达到3.73亿千瓦，其中，通过UHV的传输容量将超过2.5亿千瓦，UHV传输将达到109亿千瓦其次，智能电网可以提高网格利用率。如果最大负载增加，调峰能力有限，则需要增加电网和电力投入，以适应年内有限的峰值段，但利用率明显下降。为此，增加的输配电能力的年平均利用率低于2%。现在没有经济、节能、环保的大容量能源存储手段，因此电力的发生和消耗必须始终保持平衡。电力负荷取决于时间，为了满足供需平衡，电力设施必须根据全年的峰值负荷进行规划和建设。我国目前大多数城市10kV配电线路和变压器的年平均装载率不到30%。电力网中的一个主要组件发生故障后，为了保证其安全运行，峰值负载时的线路负荷率均为50%或更低。解决上述问题的方法之一是减少负荷曲线峰谷差。此外，为了应对电网中发生的偶然事件和电力负荷的不确定性，电力系统必须始终保持(10%-13%)发电容量空闲(也称为旋转备用)，以确保稳定性和峰值负荷需求，因此对发电成本和发电容量的要求也增加了。通过构建智能电网，实现电力公司和最终用户之间的交互(需求响应或电力管理)，可以实现电力负荷曲线的峰值填充山谷。我国城市居民的电力消费电力占年代表峰箔的峰值控股市大部分峰值控股的15%-20%，减少6%-8%的峰值控股，2020年我国的发电设备容量可以减少到17.9亿千瓦，相当于现有长江的全部安装基础的2193万千瓦，电力资产投资额和煤耗非常大。最终通过构建智能电网，促进了低消费效率智能机器的发展。据预测，我国10年来建设的强大智能电网投资将超过4万亿韩元，大规模建设重建事业将面临各种电器需求。我国电动机安装功率约7.5亿千瓦，智能技术使这些电动机系统运行效率提高20%，电力安装设备可以减少约1.5亿千瓦，这超过7个三峡项目的安装容量！电子变压器在未来10年内有900亿个市场规模，通过小信号传输代替电力输出，电力从数十瓦特减少到至少1瓦特以下，通过小型化、低功率化，电力化，可以将几十公斤或几吨的重量减少到几公斤。所有变压器、