電網規劃與運行中的節能環保不足點及改進措施分析

【關鍵詞】電網規劃；節能環保；智能電網技術；清潔能源接入

引言

電力工業作為現代國家經濟體系的動脈，其重要性不言而喻。它不僅是工業生產的血液，驅動著制造業的蓬勃發

展[1]；還作為信息時代的基石，支撐著互聯網的全球互聯與數據的即時傳輸。隨著經濟的快速增長和社會需求的不斷提高，電力工業的穩定與高效運行已成為國家經濟發展的關鍵支撐。

然而，電力工業的快速發展也帶來了能源消耗與環境污染的雙重挑戰[2]。特別是在電網規劃與運行中，如何平衡能源供給與環境保護的關系，實現節能與環保的雙重目標，已成為當前亟待解決的問題。電網規劃的不合理、運行效率的低下，不僅增加了能源浪費，還加劇了環境污染，對可持續發展構成了嚴重威脅。

本文旨在明確節能環保在電網規劃與運行中的關鍵作用，揭示其存在的不足，并探討如何通過技術創新、管理優化等手段，實現電網的低碳化、智能化發展。本文還將分析這些改進措施對于電力工業乃至整個經濟社會可持續發展的深遠意義，為相關政策制定和實踐操作提供指導。

一、電網規劃與運行概述

（一）電網規劃與運行的基本概念

電網規劃是指根據電力需求預測、能源政策、技術發展趨勢等因素，對電網的布局、結構、容量等進行科學規劃與設計的活動[3]。電網運行則是指電網在實際運行中，通過調度、控制、維護等手段，實現電力輸送、分配、調節和保護的過程。

（二）電網規劃的主要任務、方法及特點

電網規劃的主要任務在于根據未來電力需求進行預測，科學合理地規劃電網的布局、結構、容量及升級路徑。在規劃過程中，靈活性、可靠性、經濟性、統一性及智能性都是核心原則[4]。靈活性要求電網能夠適應未來能源結構的變化，特別是可再生能源的接入；可靠性強調電網在極端天氣或突發事件下仍能穩定供電[5]；經濟性關注成本效益分析，力求在保障供電質量的同時降低投資與運營成本；統一性強調電網規劃需與區域發展、能源政策等相協調；智能性則體現在運用先進信息技術提高電網的自動化、智能化水平。

（三）電網運行的基本原理及流程

電網運行基于電力供需平衡原理，通過調度中心控制，實現電能的傳輸、分配與調節。流程包括監測電網狀態、預測負荷需求、調整發電出力、優化輸電分配以及快速響應故障，以確保電網安全、穩定、高效地運行。同時，供電企業需要運用智能技術提高自動化水平，實現電網的靈活調度與故障自愈，保障電力供應的連續性與可靠性[6]。

二、電網規劃與運行中的節能環保不足點分析

（一）輸變電設備和線路損耗問題

造成輸變電設備和線路損耗的主要原因包括技術因素和管理因素。技術方面，設備老化、設計不合理或負荷不均衡等都會導致能量在傳輸過程中大量損耗。管理方面，計量誤差、管理不善或竊電行為等也是損耗的重要原因。這些損耗會對節能環保構成嚴重影響。高損耗不僅意味著能源的大量浪費，還意味著碳排放的增加和環境壓力的加劇。過高的損耗還可能導致設備過熱和故障頻發，進而影響電網的安全穩定運行。目前，已有優化設備選型、提高管理水平、推廣智能電網技術等一系列改進措施被采用。然而，這些措施在實施過程中仍面臨諸多局限性，如資金不足、技術瓶頸、人員培訓等問題，難以完全消除損耗問題。因此，電網研究人員需要持續努力，從多方面入手，努力降低輸變電設備和線路的損耗，促進節能環保措施發展。

（二）公共場所電能浪費問題

公共場所電能浪費現象日益顯著，其表現形式繁多。一方面，長明燈現象普遍存在，公共區域的照明設備無論晝夜均保持開啟狀態會造成不必要的電能消耗。另一方面，空調溫度設置不合理，冬季過度供暖、夏季過度制冷均會導致電能的過度消耗。此外，不必要的裝飾性燈光長時間點亮，也加劇了電能浪費的問題。造成此問題的原因主要有兩方面。一是公眾節能意識不足，對電能資源缺乏珍惜與合理利用的認識。二是管理存在漏洞，缺乏有效的監管機制和節能措施，難以有效遏制電能浪費行為。同時，部分設備老化、技術落后，也是導致電能浪費不可忽視的重要因素。

為應對公共場所電能浪費問題，多項節能措施已被提出并實施。其中，安裝智能控制系統以自動調節照明和空調使用，推廣高效節能設備以降低能耗以及加強節能宣傳教育以提高公眾節能意識等，均能在一定程度上緩解電能浪費現象。然而，要實現電能的有效利用，仍需全社會持續努力，不斷提高節能意識和管理水平。

（三）電網設計缺乏環保設計導則

環保設計導則對于確保電網規劃與運行的環保性至關重要。它不僅能夠規范設計過程中的環保要求，還能夠融入綠色設計理念。然而，當前電網設計導則中往往缺乏對環保因素的充分考慮，這會導致設計方案在節能環保方面存在明顯不足，從而限制綠色設計技術的應用，還有可能對生態環境造成不利影響。環保設計導則的缺失對節能環保產生的負面影響不僅會增加電網運行過程中的能源消耗和污染物排放，還會給電網運行帶來潛在的環境風險，如生態破壞、水土流失等。因此，制定和完善電網環保設計導則，將其納入設計工作的必要環節，是推進電網綠色發展的必然要求。

（四）電網工程設計中未充分考慮環保因素

環保因素在電網設計中的忽視并非個別現象，部分項目在規劃階段就未能將環境保護作為重要考量，導致設計方案缺乏綠色元素。而忽視環保因素的原因多種多樣：一方面可能是設計師環保意識不足，對環保政策和技術了解不夠深入；另一方面可能是項目時間緊迫、成本壓力等導致環保措施被犧牲。然而，忽視環保因素可能會破壞生態環境，影響當地居民的生活質量，還可能導致項目延期或整改，增加不必要的成本；長遠來看，不利于我國電網行業的可持續發展。因此，電網工程設計必須充分重視環保因素，確保項目與環境保護相協調。

（五）可再生能源接入帶來的規劃難度

太陽能、風能等可再生能源近年來發展迅速，已經成為全球能源轉型的重要方向。可再生能源裝機容量的持續增長，預示著未來能源結構的深刻變革。然而，可再生能源的大規模接入也給電網規劃帶來了前所未有的難度。具體而言，可再生能源的間歇性、不穩定性增加了電網負荷預測的難度，要求電網規劃更加靈活和智能；此外，可再生能源的廣泛分布對電網的輸電能力和輸電網絡布局提出了新的要求，傳統的電網規劃方法已難以滿足需求。

現有規劃方法在處理可再生能源接入時存在明顯不足，如缺乏長遠規劃視角、未充分考慮新能源特性等。這可能導致電網建設成本上升、運行效率下降，甚至影響電網的穩定性和安全性。因此，當前亟需創新電網規劃方法，以更好地適應可再生能源的發展需求。

三、電網規劃與運行中的節能環保改進措施

（一）技術層面的改進措施

1.推廣高效節能的輸變電設備與線路

采用新型變壓器，如非晶合金變壓器，以降低空載損耗和負載損耗；推廣使用低電阻率導線，減少輸電過程中的電阻發熱損失；優化線路布局，減少迂回和交叉，縮短輸電距離，降低傳輸損耗。

2.引入智能電網技術：

實施高級量測體系實現對電力用戶的遠程監測與管理；應用大數據分析技術，預測電力需求，優化電力調度；部署智能傳感器和自動化控制系統，實時監測電網狀態，快速響應故障。

3.加快特高壓電力網絡建設

建設特高壓直流輸電工程，實現遠距離、大容量電力的低損耗傳輸；研發特高壓交流輸電技術，提高電網的互聯互通能力和穩定性；優化特高壓電網規劃，確保清潔能源的廣泛接入和高效利用。

4.研發新型輸電技術

研發高溫超導輸電技術，利用超導材料的零電阻特性，實現極低損耗的電力傳輸；推廣高溫低弧垂導線，在高溫環境下保持較低的弧垂，提高輸電安全性和效率；研究無線輸電技術，探索非接觸式電力傳輸的可能性，為未來電網的靈活布局提供技術支持。

（二）管理層面的改進措施

1.加強公共場所電能管理

公共場所應制定并實施嚴格的公共場所用電管理制度，如定時開關燈、調節空調溫度等；利用智能監控系統，實時監測公共場所的用電情況，及時發現并糾正浪費現象。

2.提高公眾節能意識

開展節能宣傳教育活動，通過媒體、社區、學校等多種渠道普及節能知識；倡導綠色用電理念，鼓勵公眾采用節能燈具、家電產品，減少不必要的電力消耗。

3.完善電網設計導則

在電網設計初期，供電企業就將環保因素作為重要考量，確保設計方案符合節能減排要求；制定詳細的環保指標和評估體系，對電網設計方案進行綜合評價和優化。

4.加強電網運行管理

供電企業應建立健全電網運行管理制度，明確崗位職責和工作流程；定期對電網設備進行維護和檢修，確保設備處于最佳運行狀態，減少因設備老化或故障導致的能源浪費；實施電網調度優化策略，合理安排電力生產和傳輸計劃，提高電網運行的整體效率。

（三）政策層面的改進措施

1.制定和完善電網節能環保相關政策法規

政府部門需出臺或修訂相關法律法規，明確電網節能環保的目標、要求和責任主體；制定具體的政策措施，如稅收優惠、補貼獎勵等，激勵企業和個人積極參與電網節能環保工作。

2.加大節能環保技術研發投入，支持創新

政府部門可設立專項基金，支持電網節能環保技術的研發和創新；鼓勵產學研合作，促進科技成果的轉化和應用；引進國際先進技術和管理經驗，提高我國電網節能環保技術水平。

3.推廣清潔能源使用，鼓勵可再生能源接入

供電企業可以制定清潔能源優先接入政策，降低可再生能源并網難度和成本；推廣分布式能源系統，鼓勵用戶側安裝太陽能、風能等可再生能源設備；加強清潔能源與電網的協調規劃，確保清潔能源的有效利用和電網的安全穩定運行。

4.建立健全電網節能環保監管體系

供電企業需要設立專門的監管機構，負責電網節能環保工作的監督和管理；制定嚴格的監管標準和考核辦法，對電網企業的節能環保工作進行評估和考核；加強信息公開和公眾參與，提高監管的透明度和公信力。

四、案例分析

國網河北電力通過實施“全網動態感知、業務場景貫通、信息運轉順暢”的全壽命數字化管控策略，成功實現了省級電網企業六氟化硫氣體的近零排放目標[7]。這一案例展示了國網河北電力在環保領域的卓越貢獻和創新能力。

具體來說，為確保有效管理六氟化硫氣體，國網河北電力全面規范了相關管理流程，并頒布了詳盡的管理細則。這些細則的出臺，為六氟化硫氣體的全生命周期管理提供了堅實的制度保障。同時，國網河北電力還建立了精益化管理機制，通過持續優化管理流程和優化管理效率，進一步提高了六氟化硫氣體的管理水平。

在政企合作方面，國網河北電力與政府部門積極溝通協作，共同參與制定了相關政策。這些政策的出臺，為六氟化硫的循環利用提供了有力的政策支持，為企業的可持續發展奠定了堅實基礎。在技術創新方面，國網河北電力不斷加大研發投入，成功研發了高效的氣體回收裝備和智能管理系統。這些創新成果的應用，不僅提高了六氟化硫氣體的回收效率，還實現了數據的全面感知和準確可靠。此外，國網河北電力還建設了全壽命數字化管控平臺，通過數字化手段對六氟化硫氣體的全生命周期進行精準管理。據統計，2020年國網河北電力的六氟化硫回收率達到96.8%以上，減排效果顯著。這一成績充分展示了國網河北電力在環保領域的創新能力和實踐成果。

然而，該案例也存在一些不足之處。例如，技術創新和設備研發方面，與國際先進水平相比仍有一定差距；環保管理體系和績效指標體系的建設，還需要進一步完善和優化。

我國電網節能環保工作的未來發展，可從這個案例中汲取以下啟示：首先，應強化技術創新和設備研發力度，致力于提升資源利用效率，以科技力量推動電網節能環保工作邁向新高度；其次，需不斷完善環保管理體系，明確環保愿景與目標，為電網的可持續發展奠定堅實基礎；再次，應大力加強政企合作，積極爭取政策層面的支持，為電網節能環保工作提供有力保障；最后，需要注重數據驅動和信息化建設，通過先進技術手段提高管理效率和準確性，推動電網節能環保工作向智能化、精細化方向發展。

結語

本文針對電網規劃與運行中存在的節能環保不足，如設備損耗、電能浪費及環保設計缺失等問題，提出了技術創新、管理優化和政策支持等措施，旨在顯著降低能耗，減少污染。與此同時，推廣高效節能設備、智能電網技術，加強公共場所電能管理，完善電網設計導則以及制定節能環保政策法規等，也能夠推動電網的低碳化和智能化發展。未來，供電企業應持續加大技術研發投入，提高公眾節能意識，推動電網與可再生能源的深度融合，為電力工業乃至整個經濟社會的可持續發展貢獻力量。