智能电网低碳效益展望

赵利华 殷明凯 周知

摘 要：随着科学技术发展加快，推动了工业化水平的提升，生产力水平也逐步提高，环境污染和生态破坏的问题也随之加剧，工业生产产生大量的二氧化碳，破坏大气层，产生温室效应，极大地威胁了人类社会的发展安全。目前，全球倡导低碳理念，在电力工业发展过程中，低碳经济发展具有极其重要的现实影响。文章阐述了我国智能电网在构建过程中的低碳经济发展现状，并对相应的能源发展趋势进行综合性探究，从多角度出发，分析了低碳效益体现模式，希望能够为我国的智能电网低碳建设工作提供参考。

关键词：智能电网;低碳效益;资源高效利用

中图分类号：TM715;F416 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.027

1 研究背景

智能电网构建过程中，其自身具有的新型网络形态应用各类创意性技术，使系统的限制效率得以大幅度提升，有效降低整体电网的碳排放量，并使整体低碳效益能够获得综合提升，推动智能电网的有序发展，使电力行业进一步实现低碳发展。由此，对我国智能电网的低碳效益进行研究，有利于对整体智能电网的低碳效益高低进行综合性了解，引导我国在发展过程中充分体现智能天网的持续化发展特征以及低碳化发展特征。同时，进一步落实当前的减排目标，并使相应的政策获得综合性参考。

目前，相关研究机构和研究人员对于整体智能电网的低碳效益进行了一定程度的实践和研究。在研究过程中，部分学者从发电侧、电网侧、相应用电侧三大角度，对智能电网的发展中所存在的低碳效益详细构建了综合评价体系。部分学者通过定量以及定性等诸多角度，对智能电网碳效益的现实指标进行综合探究，并且构建出结构熵—因子分析模型，进行综合性的指标优化。部分学者在研究过程中，从电源优化以及复合整形与用户互动等诸多环节进行综合设计，对智能电网所存在的节能减排效益进行详细探究。另外，部分学者能够对智能微网的低碳效益进行综合探究，构建低碳综合成本模型，以某地存在的智能微网系统为案例进行分析。同时，还有学者应用全寿命周期理论，从电网自身建设及设备管理等诸多角度，深入分析和研究当前低碳电网的综合评价指标体系[1]。

2 智能电网面临的能源形势和发展方向

在我国现代化发展进程中，虽然我国基础建设能力很强，电网铺设较为完善，但是，我国的电力行业的发展历史还不长久，能源结构仍然存在很强的不合理性，特别是人均资源消费量远低于西方发达国家，这说明在今后的发展中，我国能源结构如果再不采取相应措施着手改进，将会造成非常严重的后果。

目前，我国主要依赖于消耗煤炭的火力发电的模式，一方面，煤炭開采过多，但如今已经并不充足;另一方面，煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳，远高于石油、天然气等能源的消耗，长期利用煤炭发电的模式，并不适用于当前低碳环保的社会经济发展理念。所以，目前我国急需改变能源利用结构，改善发电模式，多利用风力发电、水力发电、潮汐发电、太阳能发电、核能发电和生物发电等新型清洁能源。

西方的电力系统建设已经历经数十年，也出现了一系列问题，电网设备在运行数十年后逐渐老化，寿命已经岌岌可危，导致西方已经出现过多次大规模停电，造成了严重的经济损失。现阶段，我国的电力发展较为成熟，但需要在这些发达国家的电力事故中吸取经验，切实关注电力系统老化的问题，保证电力系统的稳定性，防止大规模停电事故的发生。

3 智能电网的低碳效益体现

3.1 智能电网的清洁运行机制

低碳环保理念下的智能电网发展技术已经逐步开始利用清洁能源，使得火力发电在整体发电结构中的比重越来越小，发电所带来的碳排放也越来越得到控制。使用先进技术，能够提高火力发电厂的发电效率，提高设备利用率。另外，还可以加强燃料的合理安排，减少热力管道和受热器的消耗，使得火力发电厂中一次消耗品的使用量减少，在一定程度上减少二氧化碳的排放[2]。

电力企业可以采取的另一种低碳技术，是对火力发电中产生的二氧化碳进行收集和保存的技术，该项技术可以极大地改善碳排放的问题。借助二氧化碳捕捉技术，可以使火力发电产生的二氧化碳在没有逃逸之前被固定住，再借助二氧化碳的保存技术，让固定住的二氧化碳得以长时间的保存。火力发电中收集和保存的二氧化碳可以在其他领域中发挥作用，做到充分合理的利用，在减少碳排放的同时还能够提高经济效益，一举两得。因此，二氧化碳的收集和保存技术需要广泛的推广和使用。

风力发电、水力发电、潮汐发电、太阳能发电、核能发电和生物发电等新能源发电模式，可以极大地缓解因碳排放造成的环境问题，新能源发电的碳排放量几乎为零。同时也应深刻地认识到，新能源发电还存在一些问题，新能源发电技术的发展时间较短，在新能源发电站与电网的连接中会出现一定的不匹配性，这需要电力行业的研究人员攻关研究和突破。

汽车尾气是二氧化碳排放的根源之一，而大量使用新能源的汽车可以从根本上解决这个问题。但是，目前新能源汽车还没有得到普及，其原因之一就在于充电不便利。借助智能电网的建构，可以极大地改善用户的充电需求，且智能电网可以为用户提供智能化的出行服务，提高消费者对电动汽车的消费欲望，从而增加新能源汽车的市场占比，减少汽车尾气的排放。

3.2 智能电网的安全稳定机制

智能电网基于广域测量系统，建立应对干扰的动态安全防御系统，包括对电网实时计算的分析，结合测量数据，指导人们进行稳定控制决策系统，为电力系统提供快速准确的控制手段，及时排除对电网的威胁，确保电网安全运行和供电可靠性。一个强大而安全的电网，可以减少人们正常生产生活中的后顾之忧，帮助人们优化和整合资源，做到物尽其用，提高工作效率，提高生活舒适度。几乎所有的人类活动都涉及二氧化碳的排放，保证人们按照既定的规划供电时，行为效率可以达到最高水平，使碳排放发生在必要的行动中，即每单位碳排放产生相应的最大增益，这些都与智能电网安全供电的稳定性密切相关。可以说，智能电网降低了人们活动中因供电问题发生突发事件的概率，减少了人们在应对突发事件时占用和浪费的资源量，为低碳模式下的生产生活作出了重大贡献[3]。

3.3 智能电网的经济运行机制

智能电网不仅是一种新型的电力技术，而且还体现出一种全新的经济发展模式，即低碳环保的经济运行机制。智能电网下的社会经济发展，需要树立完善的低碳环保理念，将经济发展与环境保护并列而行，使我国经济社会得以可持续发展。从整体而言，目前我国智能电网低碳效益在构建过程中仍然存在一定程度的现实问题，其问题主要集中于整体评价模式有待于进一步完善、其自身构建过程中相应的通用性有待不断增强等方面。

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，顾名思义就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，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，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。低碳经济是全球实施可持续发展战略的重要组成部分，智能电网是当前电力系统电网建设的既定方向。在现代社会的发展过程中，能源消耗性不断提升，而智能电网的构建过程中，要与当前所存在的低碳经济相匹配，通过优化智能电网，不断增强整体电网在应用过程中完全性，在当前的社会发展过程中更加充分地应对各类环境挑战，推动实现可持续发展的目标。

参考文献

[1] 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.

[2] 孙元章，李蕊，吴云亮.智能电网安全经济与清洁运行机制[J].电力建设，2009，30（6）：11-14.

[3] 郑秀萍，吴川，李慧莹，等.火电厂经济运行计算机管理系统[J].基础自动化，2000（1）：42-44.