節能減排下的智能用電
“以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、互動化為特征的統一堅強智能化電網!边@是國家電網公司給中國的智能電網下的定義。
根據這一闡述,“堅強”和“智能”將是未來中國智能電網建設中的關鍵和著力點。
“堅強智能電網”將以堅強網架為基礎,以通信信息平臺為支撐,以智能控制為手段,包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,覆蓋所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合。
中國電機工程學會供用電管理自動化學科秘書長、中國電力科學研究院計量研究所周昭茂教授認為,智能電網的基本內涵應包括:堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放和友好互動。周教授向記者描繪了智能電網建設中的智能用電環節。
智能電網的提出離不開節能減排
根據國家電網公司的發展規劃,我國的“堅強智能電網”的建設將分為三個階段進行推進:2009 年至2010 年為規劃試點階段,重點開展規劃、制訂技術和管理標準、開展關鍵技術研發和設備研制,以及各環節試點工作;2011 年至2015 年為全面建設階段,加快特高壓電網和城鄉配電網建設;2016 年至2020 年建成統一的“堅強智能電網”。
之所以提出智能電網未來十年的發展規劃,周昭茂教授認為其有多方面的考量。
現階段,我國正處于工業化、城鎮化快速發展階段,能源需求量不斷上升。我國以煤為主的能源消費結構引起了嚴重的大氣環境污染。
周昭茂教授認為我國發展面臨傳統能源供應不可持續、環境承載容量不足和氣候變化等嚴峻挑戰,經濟發展方式亟需轉型。為了解決以上問題,我國政府提出了到2 0 2 0 年非化石能源占一次能源消費的比重的1 5 % ,單位國內生產總值二氧化碳排放比2005 年下降40%~45% 的目標。通過加大對核電、水電以及風電、太陽能等其他清潔能源的開發力度,降低對化石能源供應的增長要求,提高清潔能源在能源供應中的比重,從而實現能源消費總量的結構優化。
“目前,我國電力尖峰負荷不斷創出新高,峰谷差不斷加大, 巨大的峰谷差導致發電煤耗遠遠高于理論水平。如北京、上海地區的峰谷差已接近5 0 % ,為了保持電力供應與電力需求的平衡,對電源的調峰能力提出了很高的要求!弊鰹新能源主力的風能和太陽能,其發出的電具有隨機性、間歇性的特點,也增加了電源的調峰壓力。
過去的30年,我國電力工業得到了快速發展,裝機年均增長率超過10%。但發電設備、電網資產總體的利用率卻在不斷下降,“2009年,中國全社會用電量36430億千瓦時,供電線路損耗約6.55%;發電裝機容量同比增長10.23%;6000千瓦及以上電廠發電設備利用小時同比下降121小時。由于需求變化隨機、峰谷差逐年加大、經濟技術手段不足造成電網調度難以實現優化、節能、安全!
周昭茂教授認為智能電網的建設,將會推動清潔能源發展、電網損耗降低、發電煤耗降低及電動汽車產業發展,從而對我國的節能減排發揮巨大的作用。根據2010年4月國家電網公司發布的綠色發展白皮書,通過智能電網建設,僅2011~2020年,國家電網公司可累計減排約105億噸二氧化碳。其中清潔能源發展帶來的減排量約占61.7%,降低電網損耗約占2.4%,發電煤耗降低約占31.8%,電動汽車發展以電代油實現的減排量約占4.1%。對實現我國2020年單位GDP碳排放強度下降40%~45%目標的貢獻度超過20%
據美國信息通信技術組織(ICT)預測:通過智能電網,在2020年全球可以縮減15%的碳排放量。
智能化是用電的發展目標
在智能電網建設中,智能用電是電力行業的最后一個環節,也是智能電網的重要組成部分,與電力用戶關系最為緊密;智能用電的建設也同時關系到發電側、電網側、用戶側的能源使用效率。周教授認為,智能用電建設要求包括:與用戶進行較好的信息互動、實施分時電價、對用戶用電進行全面監控、提倡科學合理用電、發展儲能設備和鼓勵分布式綠色能源發電上網。
電力需求側管理可以通過負荷管理,優化供用電方式,從而提高能源利用效率、電網資產利用效率。智能用電強調與用戶的互動,而互動性恰恰是通過各類需求響應項目來實現的。可以說,沒有了需求響應,就談不上智能電網。智能電網技術與需求響應計劃是協調推進、相輔相成的,二者的協作可以產生多方面效益并有利于促進多方共贏。智能用電要基于智能量測和智能控制手段,實現客戶廣泛參與和需求自由響應,以及為客戶提供能效服務。因此,通過智能用電建設可以更好地推動電力需求側管理工作。
智能用電的建設還可以為客戶提供用能服務系統。通過智能交互終端、智能用能監控終端對客戶用能信息進行采集與監控,將客戶用能信息通過多種交互渠道向客戶展現,并為客戶提供科學合理用能策略、用能輔助決策等多樣化的服務。對于工商業客戶, 除為其提供能源管理信息和策略服務外,還可完成電能質