摘要：智能电网是当前电力系统电网建设的既定方向，低碳经济是全球实施可持续发展战略的重要组成部分，分析中国能源形势在低碳要求下的不利局面，简要总结智能电网发展的必要性及智能电网低碳效益的体现，肯定智能电网在低碳经济模式下可以体现出优越性。
关键词：智能电网；低碳效益；低碳经济
引言
当前世界能源发展格局正发生着重大而深刻的变化，世界能源变革的目标是通过科技创新，实现以低碳能源为核心的低碳经济。2009年11月，中国政府宣布了温室气体减排计划，单位GDP二氧化碳强度2020年将比2005年减排40％～45％。发展低碳经济不再是一个简单的口号，已成为我国的当务之急，重中之重。世界主要发达国家纷纷把发展智能电网作为抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施[1]。
针对开发低碳能源计划，智能电网具有其优越性，在发、输、配、用各个环节上能够发挥自身的优势，创造低碳效益。在智能电网中，传统的火电发电效率得以改进，新能源发电的比例不断增加，输配电网运行方式不断优化，终端用户得到的服务质量和自身的用电习惯得到有效改善。整个电力系统在智能电网的引导下，能够朝低碳化方向过渡。
1 发展智能电网的必要性
电力系统的发展一直沿用的是通过规模扩张和技术进步的方式来满足社会发展对电力供应的需求。随着经济社会对电力需求数量和质量的提高，世界主要国家和地区开始研究考虑采用更加有效的措施来满足社会经济对电力进一步的需求。
1.1 社会需求增加要求电力系统发展
传统的一次(化石)能源随着时间的推移，在不断地加速消耗。对二次能源，特别是对电力的需求在不断增加。据统计，全世界发电量到2030年将比2006年增长77％，由2006年的18万亿kW•h增加到2030年的32万亿kW•h。中国预计到2020年，全社会用电量将达到7.7万亿kW•h，发电装机总容量将达到16亿kW。这样，电力工业靠单纯扩大规模的传统发展模式将难以为继。世界范围内一次能源的匮乏和电能需求的矛盾不断增加，社会经济的发展迫切需要一个能够保障电能供应、经济安全的智能电网。
1.2 环境保护和新能源接入的需求
全球变暖和环境恶化使环境的承载能力逐步下降，现在不采取有效措施，后果将不可想象。电力工业作为温室气体排放的主要源头之一，环境保护压力必将引起电力建设、生产和运行成本增加。
随着风能、太阳能等可再生能源的迅速发展，其不稳定性等缺陷也随之暴露，新能源并网稳定性是亟待解决的难题。智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统，简化联网的过程，类似于“即插即用”，这一特征对电网提出了严峻的挑战。经过改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统更容易接入。从小到大各种不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联，包括分布式电源如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池等。
1.3 智能电网促进低碳经济发展
联合国最新气候变化评估报告表明：温室气体引起的气候变化将对全球GDP带来约5%的损失。不仅如此，气候变化所带来的环境问题、社会问题更是成为威胁人类生存发展的隐患。在诸多温室气体中，二氧化碳对全球升温影响最大，它排放的主要途径为煤、石油等化石燃料的燃烧。所以，能源生产和利用的低碳化已经成为世界大多数国家的一个共识，而电力行业作为中国二氧化碳排放量最大的能源行业，更是承担着沉重的低碳化改造任务。智能电网具有很强的低碳特性。
2 低碳生活引领未来
当前，能源和环境问题已经成为制约中国经济快速健康发展的瓶颈，因此，倡导节能减排、发展可再生能源、建立资源节约型社会和大力推进低碳经济的发展将是我国未来发展的必然选择。顾名思义，低碳经济是指通过提高能源利用率，开发清洁能源来实现以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式。表面看来，低碳经济不过是借助于技术创新来实施一场能源革命；但实质上却是能源高效利用、清洁利用和低碳或无碳能源开发，是经济发展方式、能源消费方式、人类生活方式的一次新变革。低碳生活，是一种绿色、健康、环保的生活方式。它呼唤人们，从生活的各个细节出发，节约有限的资源，保护环境，关心地球健康。
根据目前世界技术发展水平和电力行业走低碳发展道路的努力，我们可以把低碳发展路径概括为四个方面：第一，建立合理消费模式。电网调度按清洁能源比例安排发电量。电厂实施“碳交易”，树立清洁能源消费观念。第二，提高技术研发与创新能力。新能源的发展方兴未艾光热、风电和光伏薄膜发电、超超临界发电，煤碳气化发电等，以及智能电网建设，都需加快发展。第三，优化电力结构。我国电价机制没有考虑能源税和环境污染税，使煤电成本偏低，促使煤电多发，不利于新能源的发展。国家电价政策会逐步进行调整。电力企业必须预测未来，及早调整发电结构。第四，建设低碳高效电力。建设高效电力方面，超临界和超超临界发电在我国已经发展很快，需要关注可再生能源发电的问题。
推进电力与经济、社会、环境和资源的全面协调可持续发展。面临着环保、效率和安全等诸多挑战，未来“低碳”将成为电力可持续发展的核心动力之一。
3 智能电网的低碳效益体现
3.1 清洁运行机制
智能电网在技术上采用大容量、高参数和高效率的清洁发电技术，让电力企业生产煤耗不断下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能电网建设将促进我国电源结构的优化，大幅度提高可替代化石能源的比例，推动大型水电基地和核电的快速发展，促进大规模风电、太阳能等可再生资源的利用。
智能电网的发展要使风能、太阳能等新能源的使用效率和安全性不断增加，让新能源发电比例有质的提高。由于应用了更加完善的通讯和控制手段，故智能电网能够实现风能、太阳能等新能源发电技术的无缝接入。新型储能技术能够将发电侧与负荷侧解耦，加强了新能源的可调度性。
此外，智能电网能够有力地扩展插入式混合动力电动车的应用市场，一方面减少了汽车尾气的排放，另一方面，智能电网可以发挥其引导用户用电行为的能力，让混合动力电动车成为新型储能技术中的组成部分，为电力负荷的削峰填谷、电能质量改善和电网稳定做出贡献，最大程度地实现智能电网的节能减碳目标。
3.2 安全稳定机制
智能电网在广域测量系统的基础上，建立起应对干扰的动态安全防御体系，其中包括了对电网分析的实时计算，它将与测量数据相结合，将结果导入稳定控制决策系统，对电力系统实施快速准确的控制手段，力求电网威胁的及时切除，保障电网的安全运行和供电的可靠性。智能电网减少了人类活动中因为电力供应问题而出现的突发事件概率，降低了人们在处理突发事件中占用和浪费的资源量，又一次为低碳模式下的生产生活做出了重大贡献。
随着智能电网计划的逐步实施，各种智能技术、设备、服务的投入，能量管理系统也迫切需要智能化的功能来满足智能电网管理和调度的需求。如随着负荷响应作为系统备用被采用，传统的自动发电控制功能将不再仅仅控制发电机组，而必须增加对负荷响应的处理和控制。随着可再生能源和分布式发电在系统中比重的增加，其问歇性和不可控性必然对系统的安全可靠性带来影响。智能能量管理系统必须提供更先进的功能，如风力发电预测、太阳能发电预测、智能调度、分布式发电管理等功能来保证系统的稳定运行。同时智能设备的投运也为下一代能量管理系统提供了巨大的机会，比如随着相位量测系统的采用，基于相位量测的新应用，如在线扰动监测等将大大提高智能电网的安全稳定性。
3.3 经济运行机制
智能电网能够实现对电能质量的自动监测、评估和优化，不但能够降低网损，直接地产生低碳效益，而且会应用新型的调频、调压技术进行负荷控制，解决谐波、电压波动和三相不平衡等电能质量问题。高质量的电力供应是很多企业生产效率的保证，让电气设备和通信设备得以安全、经济运行，使生产流程顺利进行，生产工艺得到有效保障。这既可以提高电气设备的能量利用效率，以减少电能损失的方式来体现低碳效益，又可以尽量避免因电能质量下降造成的产品质量问题。这样，生产过程中的人力、物料资源都能够被高效地利用，减少了浪费，同时也减少了碳的排放。
3.4 电力市场调节机制
智能电网力求建立完备的电力市场运营机制，应用最先进的监测手段，也允许用户向电网提供多余电力。智能的电力市场调节，能够更加经济地协调机组的发电量，提高资产的利用效率，刺激分布式电源以及储能技术的开发应用。电力市场对于现阶段智能电网发展的意义在于对现行的市场运行进行经济性评估，对运营中的监管体制提出指导性的建议。也就是说，智能型电力市场给出了电力企业作为市场行为者的最优运行标准。其最优性最终还是体现在能源的高效利用、减少损耗、杜绝浪费等层面上，这与低碳经济的主体思路是吻合的。
4 结语
智能电网和低碳经济都是当今社会发展的热点话题。智能电网是基于科学技术的进步、为迎接环境和资源问题的挑战、电力行业新兴的先进电力系统运营技术模式；低碳经济观点力求让人们意识到，现行的人类行为模式已经对生态造成了破坏性的冲击，让人们形成良好的行为习惯，达到人类可持续发展的目标。
智能电网相关技术有利于整合可再生发电资源，并能够提高电网的可靠性和安全性。提高能源利用效率，减少温室气体的排放。从用户到能源服务提供商和监管机构，智能电网都能够提供相关技术和工具，以实现能源节约和减少二氧化碳气体排放的目标。通过智能电网更容易实现低碳排放，而不用像其他行业一样只依赖于能量节约。因此，智能电网是二氧化碳减排的关键途径。大力发展智能电网技术可以带来经济和社会的双重效益。
参考文献
[1] 柳惠波，高振龙，黄国英．区域智能电网低碳效益评价模型研究[J]．现代科学仪器,2019(2):101-105．
[2] 魏一鸣，刘兰翠，范英，等．中国能源报告（2008）：碳排放研究[M]．北京：科学出版社，2008．
[3] 吴鹏,蒋莉萍.智能电网综合效益评价[J].中国电力企业管理,2009(7):35-37．
[4] 宋永华，杨霞，孙静．低碳高效安全可靠的智能电网[J].中国能源，2009，31（10）：23—27．
[5] 陈安伟，乐全明，曹洪．我国智能电网的低碳效益分析[J]．统计与决策，2012（8）：71-74．
[6] 曾鸣,马军杰,许文秀,陈英杰,田廓.智能电网背景下我国电网侧低碳化发展路径研究[J].华东电力,2011,39(1):32-35．
[7] 王程.智能电网环境效益理论研究及评价模型[J].中小企业管理与科技,2015, (2):69-70．
[8] Chen Qixin，Kang Chongqing，Xia Qing，et a1．Power generation expansion planning m odel towards low-car—bon economy and its application in china[J]．IEEE Transactions on Power Systems，2010，25（2）：1117—1125．
论文作者:任彦珍1,韩晋举2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/10
标签：电网论文; 智能论文; 低碳论文; 能源论文; 电力论文; 经济论文; 新能源论文; 《电力设备》2019年第23期论文;