智能電網低碳效益展望

趙利華 殷明凱 周知

摘 要：隨著科學技術發展加快，推動了工業化水平的提升，生產力水平也逐步提高，環境污染和生態破壞的問題也隨之加劇，工業生產產生大量的二氧化碳，破壞大氣層，產生溫室效應，極大地威脅了人類社會的發展安全。目前，全球倡導低碳理念，在電力工業發展過程中，低碳經濟發展具有極其重要的現實影響。文章闡述了我國智能電網在構建過程中的低碳經濟發展現狀，并對相應的能源發展趨勢進行綜合性探究，從多角度出發，分析了低碳效益體現模式，希望能夠為我國的智能電網低碳建設工作提供參考。

關鍵詞：智能電網;低碳效益;資源高效利用

中圖分類號：TM715;F416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.027

1 研究背景

智能電網構建過程中，其自身具有的新型網絡形態應用各類創意性技術，使系統的限制效率得以大幅度提升，有效降低整體電網的碳排放量，并使整體低碳效益能夠獲得綜合提升，推動智能電網的有序發展，使電力行業進一步實現低碳發展。由此，對我國智能電網的低碳效益進行研究，有利于對整體智能電網的低碳效益高低進行綜合性了解，引導我國在發展過程中充分體現智能天網的持續化發展特征以及低碳化發展特征。同時，進一步落實當前的減排目標，并使相應的政策獲得綜合性參考。

目前，相關研究機構和研究人員對于整體智能電網的低碳效益進行了一定程度的實踐和研究。在研究過程中，部分學者從發電側、電網側、相應用電側三大角度，對智能電網的發展中所存在的低碳效益詳細構建了綜合評價體系。部分學者通過定量以及定性等諸多角度，對智能電網碳效益的現實指標進行綜合探究，并且構建出結構熵—因子分析模型，進行綜合性的指標優化。部分學者在研究過程中，從電源優化以及復合整形與用戶互動等諸多環節進行綜合設計，對智能電網所存在的節能減排效益進行詳細探究。另外，部分學者能夠對智能微網的低碳效益進行綜合探究，構建低碳綜合成本模型，以某地存在的智能微網系統為案例進行分析。同時，還有學者應用全壽命周期理論，從電網自身建設及設備管理等諸多角度，深入分析和研究當前低碳電網的綜合評價指標體系[1]。

2 智能電網面臨的能源形勢和發展方向

在我國現代化發展進程中，雖然我國基礎建設能力很強，電網鋪設較為完善，但是，我國的電力行業的發展歷史還不長久，能源結構仍然存在很強的不合理性，特別是人均資源消費量遠低于西方發達國家，這說明在今后的發展中，我國能源結構如果再不采取相應措施著手改進，將會造成非常嚴重的后果。

目前，我國主要依賴于消耗煤炭的火力發電的模式，一方面，煤炭開采過多，但如今已經并不充足;另一方面，煤炭燃燒會產生大量的二氧化碳，遠高于石油、天然氣等能源的消耗，長期利用煤炭發電的模式，并不適用于當前低碳環保的社會經濟發展理念。所以，目前我國急需改變能源利用結構，改善發電模式，多利用風力發電、水力發電、潮汐發電、太陽能發電、核能發電和生物發電等新型清潔能源。

西方的電力系統建設已經歷經數十年，也出現了一系列問題，電網設備在運行數十年后逐漸老化，壽命已經岌岌可危，導致西方已經出現過多次大規模停電，造成了嚴重的經濟損失。現階段，我國的電力發展較為成熟，但需要在這些發達國家的電力事故中吸取經驗，切實關注電力系統老化的問題，保證電力系統的穩定性，防止大規模停電事故的發生。

3 智能電網的低碳效益體現

3.1 智能電網的清潔運行機制

低碳環保理念下的智能電網發展技術已經逐步開始利用清潔能源，使得火力發電在整體發電結構中的比重越來越小，發電所帶來的碳排放也越來越得到控制。使用先進技術，能夠提高火力發電廠的發電效率，提高設備利用率。另外，還可以加強燃料的合理安排，減少熱力管道和受熱器的消耗，使得火力發電廠中一次消耗品的使用量減少，在一定程度上減少二氧化碳的排放[2]。

電力企業可以采取的另一種低碳技術，是對火力發電中產生的二氧化碳進行收集和保存的技術，該項技術可以極大地改善碳排放的問題。借助二氧化碳捕捉技術，可以使火力發電產生的二氧化碳在沒有逃逸之前被固定住，再借助二氧化碳的保存技術，讓固定住的二氧化碳得以長時間的保存。火力發電中收集和保存的二氧化碳可以在其他領域中發揮作用，做到充分合理的利用，在減少碳排放的同時還能夠提高經濟效益，一舉兩得。因此，二氧化碳的收集和保存技術需要廣泛的推廣和使用。

風力發電、水力發電、潮汐發電、太陽能發電、核能發電和生物發電等新能源發電模式，可以極大地緩解因碳排放造成的環境問題，新能源發電的碳排放量幾乎為零。同時也應深刻地認識到，新能源發電還存在一些問題，新能源發電技術的發展時間較短，在新能源發電站與電網的連接中會出現一定的不匹配性，這需要電力行業的研究人員攻關研究和突破。

汽車尾氣是二氧化碳排放的根源之一，而大量使用新能源的汽車可以從根本上解決這個問題。但是，目前新能源汽車還沒有得到普及，其原因之一就在于充電不便利。借助智能電網的建構，可以極大地改善用戶的充電需求，且智能電網可以為用戶提供智能化的出行服務，提高消費者對電動汽車的消費欲望，從而增加新能源汽車的市場占比，減少汽車尾氣的排放。

3.2 智能電網的安全穩定機制

智能電網基于廣域測量系統，建立應對干擾的動態安全防御系統，包括對電網實時計算的分析，結合測量數據，指導人們進行穩定控制決策系統，為電力系統提供快速準確的控制手段，及時排除對電網的威脅，確保電網安全運行和供電可靠性。一個強大而安全的電網，可以減少人們正常生產生活中的后顧之憂，幫助人們優化和整合資源，做到物盡其用，提高工作效率，提高生活舒適度。幾乎所有的人類活動都涉及二氧化碳的排放，保證人們按照既定的規劃供電時，行為效率可以達到最高水平，使碳排放發生在必要的行動中，即每單位碳排放產生相應的最大增益，這些都與智能電網安全供電的穩定性密切相關。可以說，智能電網降低了人們活動中因供電問題發生突發事件的概率，減少了人們在應對突發事件時占用和浪費的資源量，為低碳模式下的生產生活作出了重大貢獻[3]。

3.3 智能電網的經濟運行機制

智能電網不僅是一種新型的電力技術，而且還體現出一種全新的經濟發展模式，即低碳環保的經濟運行機制。智能電網下的社會經濟發展，需要樹立完善的低碳環保理念，將經濟發展與環境保護并列而行，使我國經濟社會得以可持續發展。從整體而言，目前我國智能電網低碳效益在構建過程中仍然存在一定程度的現實問題，其問題主要集中于整體評價模式有待于進一步完善、其自身構建過程中相應的通用性有待不斷增強等方面。

4 結語

智能電網和低碳經濟都是當今社會發展的熱點話題。智能電網，顧名思義就是電網的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，是基于科學技術的進步、為迎接環境和資源問題的挑戰、電力行業新興的先進電力系統運營技術模式，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。低碳經濟是全球實施可持續發展戰略的重要組成部分，智能電網是當前電力系統電網建設的既定方向。在現代社會的發展過程中，能源消耗性不斷提升，而智能電網的構建過程中，要與當前所存在的低碳經濟相匹配，通過優化智能電網，不斷增強整體電網在應用過程中完全性，在當前的社會發展過程中更加充分地應對各類環境挑戰，推動實現可持續發展的目標。

參考文獻

[1] 魏一鳴，劉蘭翠，范英，等.中國能源報告（2008）：碳排放研究[M].北京：科學出版社，2008.

[2] 孫元章，李蕊，吳云亮.智能電網安全經濟與清潔運行機制[J].電力建設，2009，30（6）：11-14.

[3] 鄭秀萍，吳川，李慧瑩，等.火電廠經濟運行計算機管理系統[J].基礎自動化，2000（1）：42-44.