五个环节解读智能电网 既智能 也节能
发布时间：2012-6-13 22:20
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在我们的经济生活中，电网在经济社会发展、能源结构调整、应对气候变化等诸多方面发挥着越来越重要的作用。电网智能化发展是大势所趋，智能电网助力节能减排，在电力系统的发电、输电、配电、变电、用电以及电力调度和通信方面都起到了重要作用。我们从智能电网发、输、配、变、用五个环节解读智能电网的节能减排效果。 发电 国家风光储输示范工程的环境价值 • 集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体 • 工程每年将减少27万吨二氧化碳排放 • 已累计发电近1.5亿千瓦时 时至仲夏，塞外高原天高云淡，工程下辖的世界上机型最多的并网友好型风电厂、世界上装机最大的功率调节型光伏电站、世界上规模最大的多类型化学储能电站运转高效可靠，状态稳定良好，处处呈现出一派繁忙有序的喜人景象。截至目前，国家风光储输工程已累计发电近1.5亿千瓦时。 位于河北张北县大河乡的国家风光储输示范工程，地处风、光资源富集的国家级千万千瓦风电基地，是目前世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源示范电站。工程运用世界首创的风光储输联合发电模式，积极采用新能源发电领域的新产品、新装备，按照风电10万千瓦、光伏发电4万千瓦、储能2万千瓦，并配套建设1座220千伏智能变电站的建设要求，自2011年12月25日实现竣工投产后，全面发挥大、广、全、新的特色优势，在智能电网技术框架下，通过有针对性地难点、重点攻关，初步实现了将难预测，难控制、难调度的风、光电源变成优质的绿色电源，成为我国在促进节能减排、加快推进新能源产业持续发展中的新亮点。 参照国际通用的换算模式，工程实际每年将减少27万吨二氧化碳排放，相当于燃烧760.79万升汽油、41.6万桶原油、9.36吨标准煤、1.01万立方米天然气所产生的二氧化碳，同时相当于栽下460.2万棵10年树木每年所能吸收的二氧化碳。 年二氧化碳减排量27万吨的数字指标绝不仅仅是一个单纯的简单表象，更是代表国家在实施环境保护、节能减排，大力推进绿色能源发展的科学举措。国家风光储输示范工程在推进节能减排落实，推进能源发展方式绿色转变的进程中展现出更新、更强的作为，为开启人类能源利用的新时代给出科学可靠的“风光答案”。 输电 特高压：让智能电网更节能、更坚强 • 世界首个1000千伏特高压交流试验示范工程 • 更大的电力输送效率和更小的电力输送损耗 • 有效减少煤炭运输中间环节，提高能源输送效率 2009年1月6日，世界上首个晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程正式投运，1000千伏长治变电站落户山西，自此，特高压就为山西省能源经济转型提供了高速通道，发挥着“优化配置资源、促进节能减排”的重要作用。 为确保特高压变电站安全稳定运行，山西省检修公司大力推行精益化管理，扎实开展设备标准化巡视、运行数据统计分析和定期切换维护工作，持续做好特高压设备技术监督分析，建立了由运维单位、设备厂家、技术监督单位、工程安装施工检修单位形成的“四位一体”特高压应急防护体系和长期高效的合作联动应急抢修机制，为确保特高压电网安全稳定运行提供了坚强保障。 2011年12月16日，特高压扩建工程正式投运。《人民日报》刊发题为“我电力‘高速路’成功扩容 特高压实现‘中国引领’”的一则报道，文中指出：特高压这条高速通道的投运，意味着更大的电力输送效率和更小的电力输送损耗，意味着大量运力可以节省，意味着更高的土地利用率。此外，特高压输电还可以有效减少煤炭运输中间环节，提高能源输送效率。 有这样一组数据：截至2012年1月10日，连续安全运行的1000千伏特高压交流试验示范工程累计完成晋电外送电量182.54亿千瓦时电量，相当于替代运煤590万吨，减少2万吨重载列车装运295次，减排二氧化碳1603万吨，为华中地区带来直接经济效益300亿元左右。 建设安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网是我国电网发展的目标，特高压电网实现智能电网更节能、更坚强。 变电 智能变电站：小身躯藏大能量 • 布置紧凑、层次简洁、采用新型智能装置 • 全站减少占地面积6.2亩，节约土地资源约23% • 实现无人值守、操作过程自动化 智能变电站是坚强智能电网中实现能源转换和控制的核心平台之一，作为实现各类新能源接入电网的重要支撑，它本身的节约性也让人大为赞叹。6月11日，记者走进河南首座220千伏智能变电站——鄢陵变电站进行探访。 走进变电站大门，第一感觉是与传统的220千伏变电站相比较，该站的布置紧凑了，构支架层次简洁了。“鄢陵变之所以‘小’，是因为它采用了磁光玻璃原理的电子式互感器。这种互感器绝缘简单、体积小、重量轻，可以做到电子式互感器与隔离开关共支架组合安装，使220千伏配电区域纵向布置尺寸减少3到4米，110千伏配电区域纵向布置尺寸缩小2到3米。结合全站构支架优化和总平面布置优化，与220千伏变电站通用设计方案相比，全站缩小占地面积6.2亩，节约土地资源约23%。”该站电气项目经理王毅向记者介绍。 再走进二次设备室，感觉房间“缩水”了，里面排列的各种二次屏柜数量大大减少。据王毅介绍，传统的220千伏变电站一般设置测控屏柜、保护屏柜、计量屏柜等，数量多达100余面。鄢陵变电站通过采用新型智能装置和布置优化、房间合并，共设置二次屏柜66面，数量较常规工程减少近40%，全站建筑面积与通用设计相比，减少了350余平方米。 环视鄢陵变电站全站，记者发现它没有像传统变电站一样的宽敞明亮的主控制室，仅在站区大门边有一座小巧的警卫传达室。那么，该站的设备操作又是如何进行的呢？原来，鄢陵变电站作为花都500千伏变电站的无人值班子站，受控于花都变集控中心，操作队就设置在距离该站3千米远的梅乡110千伏变电站。 据运行人员介绍，鄢陵变电站采用一键式顺序控制。与常规变电站完全不同，这样的操作十分方便、快捷。比如主变压器的投退，在传统运行方式下，全套操作下来大约在半个小时以上，而采用一键式操作，一个指令下达到操作完成，总共耗时3分57秒。从半个多小时到3分多钟，效率提高了10倍。 配电 城市配电自动化：实现用电更可靠 • 平均故障隔离时间从35分钟缩短至30秒，供电可靠率提升至99.99% • 在最短时间内隔离故障，避免非故障区域停电 • 故障区域快速定位，有效缩短故障处理时间 在山东青岛奥帆基地，4个以鲜亮的海蓝色为基调、涂着精美图案的环网柜整齐地安置在路边，与周边的环境浑然一体，这就是国内首创的“智能面保护”环网柜。“智能面保护”通过终端之间的对等通信，根据故障电流对故障区域进行准确的逻辑判断，在最短时间内隔离故障，避免非故障区域停电，最大限度地缩小了故障停电区域。 2011年1月1日，青岛供电公司配电自动化系统投运，5.3平方千米试点区域内的32条线路一、二次设备的现场改造及系统接入全部完成，实现了馈线自动化功能，平均故障隔离时间由35分钟缩短至30秒，供电可靠率由99.964%提升至99.99%，极大地提高了客户供电可靠性。 配电自动化系统使用区域的停电次数、停电时间和停电范围大大降低，电能质量明显提高，用电企业更放心了。“我厂的产品属于电子产品，对供电可靠性依赖很大，因生产的需要，全厂80%的生产设备是不能停电停机的。如果停电次数多会对电子产品质量影响很大。”青岛奥佳电子产品有限公司负责人告诉我们。此前，为确保公司电力供应100%可靠，奥佳公司购买了两台大功率柴油发电机，以防不时之需。这不仅增加了企业运营成本，柴油发电机的使用还消耗了大量的石油资源，增加了大气二氧化碳的排放量。 青岛供电公司配电自动化系统投运后，减轻了配网系统日常运行维护工作量，尤其是事故查寻及检修维护时间，预计每年可减少维护费用300余万元。同时通过集成配电网运行、检修、在线监测等数据，实现了故障区域快速定位，有效缩短了故障处理时间。 用电 智能用电生活新体验 • 电费自助查询交费便捷化 • 智慧家庭实现家电智能控制 • 小区光伏发电、电动汽车充电一应俱全 “凉爽宜人的室内温度，电饭煲里香喷喷的米饭，电热水器里预热好的洗澡水……下班之前，先在办公电脑上把这些预设好，回家就能享受到了。”6月8日，笔者来到重庆渝北区加新•沁园，在装修一新的房间里，居民刘永相一脸开心地向笔者描述他的智能生活。 在智能小区物业管理处，通过自助交费终端，不到一分钟便可完成从点击自助交费、选择交费金额、执行交费，到查询交费结果的整个过程。物业管理中心还可以满足小区居民报送的餐饮、医疗、家政等服务。 来到家里，刘永相兴奋地介绍起他的智能小家，“你看这个，触摸这里便可启动自动窗帘、空气净化器这些家用电器。哦，我给大家听听这个。”刘永相熟练地操作着智能交互终端，当他点触“启动背景音响”时，房间里便响起《春天里》的美妙旋律。“这样的智能小区，装修费用只不过比普通装修每平方米贵百十来元，却能带来这么方便的生活。来过我家的亲朋好友都羡慕得不得了！”刘永相说道。 随后，在三网融合的电视机上，刘永相查询了本月用电信息和今天的用电指数。 在他看来，未来的智能生活将会更加普及，智能用电小区也为居民们提供了一个开源节流的低碳生活方式。 刘永相家里的楼顶上有一套黑色的电池板，这就是光伏发电系统。该系统利用太阳能发电，平均每户每天可发电8千瓦时，最高时可达12千瓦时。“这种高清洁、可循环能源的利用，让低碳成为可能。我们家里的智能化设备，也提供‘节流’模式的选择。” 说着，刘永相又展示了安装在门厅里的智能交互终端。这个9英寸大小的屏幕，操控着家里所有的智能家电，能够通过智能插座收集所有家电的用电信息。智能交互终端还为居民提供了外出、就寝、舒适、经济这四种用电模式，并能显示低碳指数。 “自从住进智能小区，我俩便成为了单位的潮人。很多同事为了看看新鲜，经常来参观。小区里的停车库还安装了充电桩，到时候我们也去买辆电动汽车。”刘永相的妻子惠富会笑道。 据了解，加新•沁园是国内第一家规模超千户并正式投入运营的智能用电小区，于2010年6月28日建成。重庆市电力公司将利用试点积累的经验，逐步扩大智能小区覆盖范围至两江新区所有核心地区。 智能电网绘就国网节能低碳发展蓝图 “能源发展方式转变的过程，也是我国能源战略转型的过程。能源战略转型包含多个维度，即能源结构由高碳型转向低碳型，能源利用由粗放型转向集约高效型，能源配置方式由就地平衡型转向大范围优化配置型，能源供应由国内资源保障型转向国际国内资源统筹利用型，能源服务由单向供给型转向智能互动型。”从《中国电力与能源》一书的观点中不难看出，节能低碳不仅在于细节。科学的战略思维，将给节能减排全局带来根本性变革。 6月初，国家电网已进入迎峰度夏期。今年，长江干流地区来水充沛。适逢5月末三峡电站地下6台机组全部投产，新增电量全供湖北，减少当地火电所需的近百万吨标煤消耗，使前几年出现的季节性缺电局面大大改观。 统计数据显示，国家电网公司“十一五”期间各方面节能工作合计节约标煤超过8000万吨，减排二氧化碳超过2亿吨。在国资委2007～2009年任期考核中，国家电网公司获“节能减排特别奖”。随着经济社会发展、能源发展方式转变和观念创新，国家电网公司在各个领域促进节能生产、倡导绿色发展，成果日益丰富，思路更为宏大。 一特四大 着眼全局 我国政府承诺，到2020年，非化石能源消费比重提高到15%，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。能源产业发展方式直接决定着能源的使用效率，而当代能源产业的核心是电力。 国家电网公司立足经济发展方式转变的全局，推动实施“一特四大”战略，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，推动传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网升级跨越。 对照国家电网“十二五”规划，“三纵三横”特高压骨干网架、十余项直流输电工程，以及一批智能电网工程，起点、落点正与我国大型能源基地、负荷中心地区的分布情况吻合。从古丝绸之路上的新疆、甘肃，到长江上游的四川，从青海百万千瓦光伏，到东部新建核电，国家电网尽力满足大型煤电、水电、风电等基地的集约化综合开发和电力外送，让能源资源流动更加顺畅，获得相对更低的环境成本、运输成本，相对更高的利用效率和经济性。 国家电网公司合理布局电动汽车充换电服务网络。北京、唐山、青岛、苏沪杭……从公共交通、市政环卫、出租车行业开始，该公司密切配合地方政府有关部门，倡导电动汽车的社会化应用。“十二五”期间，国家电网公司计划建成电动汽车充换电站3700座、充电桩34万个。 过去几年，我国一直是联合国清洁发展机制（CDM）项目的主要供应方，已注册项目2013个，占注册总数的48.47%。但由于形势变化，今后的项目审查将越来越严格。国家电网公司在这一领域寻求空间，积极参与，开展CDM项目22个，已成功注册11个，年减排量预计为147.8万吨；22项全部注册后，预计每年可产生减排量275.5万吨。配变提前更换CDM项目，由国家电网公司与世界银行合作开发，于2011年2月成功注册。这是我国第一个注册的规划类CDM项目，主要是把在役的高耗能配电变压器提前更换为高效低耗变压器。就在今年5月28日，国家电网公司申请的后续子项目通过审核，加入规划，项目的成效进一步显现。 精打细算 电网挖潜 2011年，国家电网公司线损率为6.53%，同口径下降0.07个百分点，节约电量23亿千瓦时，相当于节约标煤77万吨。而“十一五”期间，因线损率降低节约的电量累计达495亿千瓦时。 美国6.54%、英国7.47%、法国6.78%、澳大利亚7.03%——比照这些发达国家近年的线损率数据，国家电网线损率水平达到国际先进。 线损率的降低，来自电压等级提升、电网设施改造更新、更加科学的管理考核、更有效率的调度运行等诸多方面。 “十一五”期间，国家电网公司节能减排资金投入1885.6亿元，占固定资产总投资的14%。其中包括特高压电网、县域电网改造、中西部农网完善工程、电网科技环保等诸多项目。5年中，国家电网公司累计开展提高电网输送能力工程项目2203项，提高输送能力近1.5亿千瓦，相当于多输送7个三峡电站的电力。 仅2011年，国家电网公司累计改造输电线路1.2万千米，改造变压器总容量2144万千伏安，其中改造高损耗变压器一项，就减少电能损失2432万千瓦时。 去年11月，国家电网公司发布了特高压直流大截面导线和线路铁塔用大规格角钢技术条件。今年获准开工的哈密南—郑州±800千伏特高压直流工程中，这些新材料将逐步应用。实际上，近年来的重点工程都采用了有利于节约的新技术、新工艺。“两型三新”线路、“两型一化”变电站建设，均推行全寿命周期最优化设计，全程节能、节水、节材、节地。 当好平台 互联互通 国家电力市场“十一五”交易电量近1.3万亿千瓦时，相当于远距离运输标煤超过4.5亿吨 2011年年初，特高压交流扩建工程顺利投产，最大输送电力达到572.6万千瓦。工程在扩建之前，已发挥了促进华北煤炭基地集约化开发的作用，也为华中水电的充分利用创造了条件。 “十一五”期间，特高压等工程使得电网互联优势充分发挥，既满足了大型能源基地电能外送的需要，又解了负荷集中地区的用电之渴。5年间，国家电力市场累计交易电量近1.3万亿千瓦时，相当于远距离输送标煤超过4.5亿吨。 2011年，国家电网节水增发电量159亿千瓦时，水能利用提高率8.4%，同比增加0.16个百分点；国家电力市场累计消纳水电1082.35亿千瓦时。 “十一五”期间，我国风电装机连续翻番。与此相应，国家电网公司投资418亿元，投运风电并网线路2.32万千米、变电容量3770万千伏安。截至2011年年底，国家电网风电并网装机容量4394万千瓦，比“十一五”末又增加了1563万千瓦，同比增长55%。部分省级电网的风电运行指标已与丹麦、西班牙等风电发达国家相当。 去年年底，国家电网公司在河北张北地区建成了世界首个集风电、光伏发电、储能、智能输电于一体的风光储输示范工程。科技部副部长曹健林实地考察后说，工程验证了风能、太阳能、化学储能三种新能源可以大面积联合应用，是最能彰显我国节能减排决心和态度的亮点之一。 在发电侧，国家电网公司利用网络优势，加强对发电机组脱硫设施运行监测的系统建设；利用电力交易平台组织发电权交易，促进火电机组“以大代小”或以清洁能源代替火电。2007年至2011年年底，国家电网公司经营区域内累计交易电量5442亿千瓦时，相当于节约标煤4862万吨，减排二氧化碳1.26亿吨、二氧化硫140万吨。去年，国家电网公司还创新开展跨区发电权交易。 在用电侧，国家电网公司严格规范报装接电手续，严格执行国家高耗能电价政策，积极配合各级政府遏制高耗能、高污染及产能过剩行业发展；向企业客户普及需求侧管理知识；大力推广节能变压器、无功补偿设备、高效电动机等节能技术和项目，引导、带动社会降低生产能耗。2010年开始，国家电网公司探索组建节能服务体系，2011年组建了292个市级网络活动小组，组织2948家工业企业参加各类活动728次。基于国家电网公司营销信息系统的能效管理数据平台，已被工信部列为2012年度“两化融合促进节能减排重点推进项目”。 来源：国家电网报 |
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