我國智能電網(wǎng)的發(fā)展背景及方向

屈琴芹 丁雪蓮 宋健

摘 要：文章首先分析了我國對智能電網(wǎng)越來越重視的原因，分析了智能電網(wǎng)未來的發(fā)展方向，將繼續(xù)為加強(qiáng)環(huán)境效益、建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)、提升用戶體驗(yàn)而不斷發(fā)展，最后總結(jié)了在巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益推動下必將引發(fā)智能電網(wǎng)的熱潮。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；發(fā)展背景；發(fā)展方向；發(fā)展熱潮

引言

智能電網(wǎng)（Smart Grid）具有可靠、優(yōu)質(zhì)、高效、兼容、互動等特點(diǎn)，是現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展方向。在我國，國家電網(wǎng)公司是智能電網(wǎng)的主要倡導(dǎo)者和承建單位，給智能電網(wǎng)的定義是：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)構(gòu)建的以信息化、自動化、互動化為特征的統(tǒng)一堅強(qiáng)智能化電網(wǎng)。可見我國致力于建設(shè)的智能電網(wǎng)是首先考慮電力控制智能化，供送電的可靠性。

1 智能電網(wǎng)在我國的發(fā)展背景

智能電網(wǎng)體現(xiàn)出電力流、信息流和業(yè)務(wù)流高度融合的顯著特點(diǎn)，其先進(jìn)性和優(yōu)勢較傳統(tǒng)電網(wǎng)非常明顯。不過智能電網(wǎng)在我國發(fā)展還是比一些歐洲發(fā)達(dá)國家落后很多，發(fā)展空間極大。近年來我國對智能電網(wǎng)的建設(shè)越來越重視，歸其原因有以下幾點(diǎn)：

1.1 我國能源資源分布不均

我國各種能源資源在地域分布上都具有不同程度的不平衡性。各地區(qū)呈現(xiàn)明顯的差異，我國東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，科學(xué)技術(shù)先進(jìn)，但能源相對短，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；中西部地區(qū)則恰好相反，能源儲量豐富，但經(jīng)濟(jì)、科技、教育等都比較落后。由于上述情況制約著能源短缺省市的進(jìn)一步發(fā)展，能源富庶省市能源利用率不高等問題。由于資源的不均衡性，實(shí)施“西電東送”和“南北互供”的戰(zhàn)略是必然選擇。建立智能電網(wǎng)可以有效地利用電力優(yōu)化調(diào)度，改善由于能源分布不均導(dǎo)致的部分地區(qū)電力緊張短缺的情況。

1.2 負(fù)荷快速增長

電力需求一般通過“負(fù)荷”這一指標(biāo)來反映，負(fù)荷是指在電力系統(tǒng)中，所有的用電設(shè)備耗用的總功率。現(xiàn)在我國工業(yè)發(fā)展步伐加快，電力負(fù)荷增長迅猛，電網(wǎng)供電壓力增大，出現(xiàn)電力波動、電壓驟降、電力短缺等問題的可能性增大，然而越來越多的企業(yè)或居民對于電能供應(yīng)的可靠性提出了越來越高的要求。由于電網(wǎng)的發(fā)展速度跟不上負(fù)荷的增長速度，導(dǎo)致導(dǎo)致負(fù)荷高峰期間出現(xiàn)拉、限電的現(xiàn)象，制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，引起電力用戶的不滿情緒。智能電網(wǎng)可以將全國電力組網(wǎng)，實(shí)時監(jiān)控發(fā)電量供電量的需求變化，優(yōu)化電力調(diào)度，盡可能實(shí)現(xiàn)無間斷供電。

1.3 節(jié)能減排

我國以火電為主的電源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了污染物的大量排放。燃煤發(fā)電廠排放了大量的煙塵、氮氧化物等污染物導(dǎo)致諸多環(huán)境問題。因此，電力行業(yè)作為我國社會經(jīng)濟(jì)中的主要排放部門，需要從根本上調(diào)整行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進(jìn)低碳電力發(fā)展，順應(yīng)時勢，為實(shí)現(xiàn)我國制定的低碳發(fā)展目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。隨著2012首屆國際節(jié)能減排大會的召開，“節(jié)能減排”已成為人類一個十分關(guān)注的問題，智能電網(wǎng)將成為世界各國競相發(fā)展的一個重點(diǎn)領(lǐng)域。

2 智能電網(wǎng)的發(fā)展方向

21世紀(jì)用戶對電力質(zhì)量，電力的不間斷性等要求將越來越高，傳統(tǒng)電網(wǎng)將漸漸不能滿足用戶需求，在市場體制下向智能電網(wǎng)過渡。文章總結(jié)了智能電網(wǎng)未來發(fā)展的重點(diǎn)及方向如下：

2.1 加強(qiáng)環(huán)境效益

當(dāng)前，為了應(yīng)對全球環(huán)境的惡化、降低對日益匱乏的不可再生能源的依賴、降低我國能源對外依存度，世界各國將發(fā)展清潔能源和提高能源利用效率提到了前所未有的高度。低排放、低污染的可再生能源將被大量開發(fā)利用。智能電網(wǎng)可以直接從發(fā)電側(cè)減少煤炭等化石燃料的消耗，采用清潔能源的部分接入，從而直接減少污染氣體的排放；也可以通過提高電網(wǎng)側(cè)電能輸送效率和用電側(cè)電能利用效率、減少過程損耗所帶來的電量節(jié)約，進(jìn)而減少發(fā)電側(cè)的能源消耗，從而間接減少的排放。

但是我國整個電力能源系統(tǒng)裝機(jī)中占比例最大的仍然是火力發(fā)電機(jī)組，而傳統(tǒng)的火力發(fā)電企業(yè)主要以燃煤石油為主。化石燃料排出大量二氧化碳和硫的氧化物，造成惡劣的環(huán)境影響。智能電網(wǎng)必將向著接入清潔能源邁進(jìn)，清潔能源（風(fēng)電、水電、光伏發(fā)電、分布式電源、燃料電池、生物質(zhì)發(fā)電）在很多方面都具有很大的優(yōu)勢，其主要的優(yōu)點(diǎn)可以概括如下：資源非常豐富；發(fā)電技術(shù)趨于成熟，發(fā)電成本已得到有效控制；產(chǎn)生的污染非常小。

2.2 建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)

建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)主要通過提高自愈性和抑制電壓驟降兩個方面。

智能電網(wǎng)通過運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)信息手段，實(shí)現(xiàn)自身網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時監(jiān)控，在檢測到可能發(fā)生的故障后，根據(jù)電網(wǎng)返回的實(shí)時訊息快速隔離故障環(huán)節(jié)，根據(jù)事先在系統(tǒng)內(nèi)部存儲的各類故障形式，結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，對故障后系統(tǒng)的特征進(jìn)行分析計算，從而使系統(tǒng)決策系統(tǒng)提前預(yù)知物理系統(tǒng)將來的狀態(tài)，給出適當(dāng)?shù)目刂拼胧⑶艺ｋ娏@過損毀區(qū)域，重新供電，減小停電損失或?qū)⒂绊懡抵磷钚　?/p>

智能電網(wǎng)的自愈性還通過對電壓驟降的抑制達(dá)到電力質(zhì)量的優(yōu)化，減少由于電壓驟降對用電敏感用戶帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 提升用戶體驗(yàn)

未來的智能電網(wǎng)在運(yùn)行中，能與各層次電力用戶、電力設(shè)備與局部系統(tǒng)等進(jìn)行交互。良好的用戶體驗(yàn)將大大提高電網(wǎng)的核心競爭力，推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，用戶端可以實(shí)時查詢電廠電量情況，分時電價信息和停電提醒等服務(wù)。電力企業(yè)可以獲取用戶的詳細(xì)用電信息，根據(jù)具體的用電情況為用戶提供個性化定制，提供用戶需求的增值服務(wù)，根據(jù)用電反饋峰值-低谷信息，創(chuàng)建分時電價，緩解用電壓力。電網(wǎng)公司還可以根據(jù)商業(yè)用戶的性質(zhì)進(jìn)行差別定價，如致力新能源發(fā)展企業(yè)，環(huán)保等級高的工廠實(shí)行低電價；排放超標(biāo)、污染嚴(yán)重的企業(yè)實(shí)行懲罰性的高電價。通過此舉措還可以提升企業(yè)的環(huán)保意識，為綠色可持續(xù)發(fā)展鋪路。

3 結(jié)束語

我國特有的能源形勢，對環(huán)境保護(hù)方案的實(shí)施國家政策方針的重視，智能電網(wǎng)必將逐步取代傳統(tǒng)電網(wǎng)，發(fā)展壯大。智能電網(wǎng)優(yōu)勢明顯，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全做好基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)今后也將繼續(xù)為加強(qiáng)環(huán)境效益、建設(shè)堅強(qiáng)電網(wǎng)、提升用戶體驗(yàn)而不斷發(fā)展。智能電表的全國普及安裝、智能樓宇建設(shè)等項(xiàng)目商業(yè)潛力巨大，必將推動智能電網(wǎng)在我國的發(fā)展。

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作者簡介：屈琴芹（1994，10-），女，四川渠縣，重慶郵電大學(xué)，本科在讀，研究方向：網(wǎng)絡(luò)化控制。

丁雪蓮（1993，6-），女，安徽阜陽，重慶郵電大學(xué)，本科在讀，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

宋健（1994，12-），男，山東沂水，重慶郵電大學(xué)，本科在讀，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。