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在我們的經濟生活中，電網在經濟社會發展、能源結構調整、應對氣候變化等諸多方面發揮著越來越重要的作用。電網智能化發展是大勢所趨，智能電網助力節能減排，在電力系統的發電、輸電、配電、變電、用電以及電力調度和通信方面都起到了重要作用。我們從智能電網發、輸、配、變、用五個環節解讀智能電網的節能減排效果。 發電 國家風光儲輸示范工程的環境價值 • 集風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電于一體 • 工程每年將減少27萬噸二氧化碳排放 • 已累計發電近1.5億千瓦時 時至仲夏，塞外高原天高云淡，工程下轄的世界上機型最多的并網友好型風電廠、世界上裝機最大的功率調節型光伏電站、世界上規模最大的多類型化學儲能電站運轉高效可靠，狀態穩定良好，處處呈現出一派繁忙有序的喜人景象。截至目前，國家風光儲輸工程已累計發電近1.5億千瓦時。 位于河北張北縣大河鄉的國家風光儲輸示范工程，地處風、光資源富集的國家級千萬千瓦風電基地，是目前世界上規模最大的集風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電于一體的新能源示范電站。工程運用世界首創的風光儲輸聯合發電模式，積極采用新能源發電領域的新產品、新裝備，按照風電10萬千瓦、光伏發電4萬千瓦、儲能2萬千瓦，并配套建設1座220千伏智能變電站的建設要求，自2011年12月25日實現竣工投產后，全面發揮大、廣、全、新的特色優勢，在智能電網技術框架下，通過有針對性地難點、重點攻關，初步實現了將難預測，難控制、難調度的風、光電源變成優質的綠色電源，成為我國在促進節能減排、加快推進新能源產業持續發展中的新亮點。 參照國際通用的換算模式，工程實際每年將減少27萬噸二氧化碳排放，相當于燃燒760.79萬升汽油、41.6萬桶原油、9.36噸標準煤、1.01萬立方米天然氣所產生的二氧化碳，同時相當于栽下460.2萬棵10年樹木每年所能吸收的二氧化碳。 年二氧化碳減排量27萬噸的數字指標絕不僅僅是一個單純的簡單表象，更是代表國家在實施環境保護、節能減排，大力推進綠色能源發展的科學舉措。國家風光儲輸示范工程在推進節能減排落實，推進能源發展方式綠色轉變的進程中展現出更新、更強的作為，為開啟人類能源利用的新時代給出科學可靠的“風光答案”。 輸電 特高壓：讓智能電網更節能、更堅強 • 世界首個1000千伏特高壓交流試驗示范工程 • 更大的電力輸送效率和更小的電力輸送損耗 • 有效減少煤炭運輸中間環節，提高能源輸送效率 2009年1月6日，世界上首個晉東南—南陽—荊門1000千伏特高壓交流試驗示范工程正式投運，1000千伏長治變電站落戶山西，自此，特高壓就為山西省能源經濟轉型提供了高速通道，發揮著“優化配置資源、促進節能減排”的重要作用。 為確保特高壓變電站安全穩定運行，山西省檢修公司大力推行精益化管理，扎實開展設備標準化巡視、運行數據統計分析和定期切換維護工作，持續做好特高壓設備技術監督分析，建立了由運維單位、設備廠家、技術監督單位、工程安裝施工檢修單位形成的“四位一體”特高壓應急防護體系和長期高效的合作聯動應急搶修機制，為確保特高壓電網安全穩定運行提供了堅強保障。 2011年12月16日，特高壓擴建工程正式投運。《人民日報》刊發題為“我電力‘高速路’成功擴容 特高壓實現‘中國引領’”的一則報道，文中指出：特高壓這條高速通道的投運，意味著更大的電力輸送效率和更小的電力輸送損耗，意味著大量運力可以節省，意味著更高的土地利用率。此外，特高壓輸電還可以有效減少煤炭運輸中間環節，提高能源輸送效率。 有這樣一組數據：截至2012年1月10日，連續安全運行的1000千伏特高壓交流試驗示范工程累計完成晉電外送電量182.54億千瓦時電量，相當于替代運煤590萬噸，減少2萬噸重載列車裝運295次，減排二氧化碳1603萬噸，為華中地區帶來直接經濟效益300億元左右。 建設安全可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的堅強智能電網是我國電網發展的目標，特高壓電網實現智能電網更節能、更堅強。 變電 智能變電站：小身軀藏大能量 • 布置緊湊、層次簡潔、采用新型智能裝置 • 全站減少占地面積6.2畝，節約土地資源約23% • 實現無人值守、操作過程自動化 智能變電站是堅強智能電網中實現能源轉換和控制的核心平臺之一，作為實現各類新能源接入電網的重要支撐，它本身的節約性也讓人大為贊嘆。6月11日，記者走進河南首座220千伏智能變電站——鄢陵變電站進行探訪。 走進變電站大門，第一感覺是與傳統的220千伏變電站相比較，該站的布置緊湊了，構支架層次簡潔了。“鄢陵變之所以‘小’，是因為它采用了磁光玻璃原理的電子式互感器。這種互感器絕緣簡單、體積小、重量輕，可以做到電子式互感器與隔離開關共支架組合安裝，使220千伏配電區域縱向布置尺寸減少3到4米，110千伏配電區域縱向布置尺寸縮小2到3米。結合全站構支架優化和總平面布置優化，與220千伏變電站通用設計方案相比，全站縮小占地面積6.2畝，節約土地資源約23%。”該站電氣項目經理王毅向記者介紹。 再走進二次設備室，感覺房間“縮水”了，里面排列的各種二次屏柜數量大大減少。據王毅介紹，傳統的220千伏變電站一般設置測控屏柜、保護屏柜、計量屏柜等，數量多達100余面。鄢陵變電站通過采用新型智能裝置和布置優化、房間合并，共設置二次屏柜66面，數量較常規工程減少近40%，全站建筑面積與通用設計相比，減少了350余平方米。 環視鄢陵變電站全站，記者發現它沒有像傳統變電站一樣的寬敞明亮的主控制室，僅在站區大門邊有一座小巧的警衛傳達室。那么，該站的設備操作又是如何進行的呢？原來，鄢陵變電站作為花都500千伏變電站的無人值班子站，受控于花都變集控中心，操作隊就設置在距離該站3千米遠的梅鄉110千伏變電站。 據運行人員介紹，鄢陵變電站采用一鍵式順序控制。與常規變電站完全不同，這樣的操作十分方便、快捷。比如主變壓器的投退，在傳統運行方式下，全套操作下來大約在半個小時以上，而采用一鍵式操作，一個指令下達到操作完成，總共耗時3分57秒。從半個多小時到3分多鐘，效率提高了10倍。 配電 城市配電自動化：實現用電更可靠 • 平均故障隔離時間從35分鐘縮短至30秒，供電可靠率提升至99.99% • 在最短時間內隔離故障，避免非故障區域停電 • 故障區域快速定位，有效縮短故障處理時間 在山東青島奧帆基地，4個以鮮亮的海藍色為基調、涂著精美圖案的環網柜整齊地安置在路邊，與周邊的環境渾然一體，這就是國內首創的“智能面保護”環網柜。“智能面保護”通過終端之間的對等通信，根據故障電流對故障區域進行準確的邏輯判斷，在最短時間內隔離故障，避免非故障區域停電，最大限度地縮小了故障停電區域。 2011年1月1日，青島供電公司配電自動化系統投運，5.3平方千米試點區域內的32條線路一、二次設備的現場改造及系統接入全部完成，實現了饋線自動化功能，平均故障隔離時間由35分鐘縮短至30秒，供電可靠率由99.964%提升至99.99%，極大地提高了客戶供電可靠性。 配電自動化系統使用區域的停電次數、停電時間和停電范圍大大降低，電能質量明顯提高，用電企業更放心了。“我廠的產品屬于電子產品，對供電可靠性依賴很大，因生產的需要，全廠80%的生產設備是不能停電停機的。如果停電次數多會對電子產品質量影響很大。”青島奧佳電子產品有限公司負責人告訴我們。此前，為確保公司電力供應100%可靠，奧佳公司購買了兩臺大功率柴油發電機，以防不時之需。這不僅增加了企業運營成本，柴油發電機的使用還消耗了大量的石油資源，增加了大氣二氧化碳的排放量。 青島供電公司配電自動化系統投運后，減輕了配網系統日常運行維護工作量，尤其是事故查尋及檢修維護時間，預計每年可減少維護費用300余萬元。同時通過集成配電網運行、檢修、在線監測等數據，實現了故障區域快速定位，有效縮短了故障處理時間。 用電 智能用電生活新體驗 • 電費自助查詢交費便捷化 • 智慧家庭實現家電智能控制 • 小區光伏發電、電動汽車充電一應俱全 “涼爽宜人的室內溫度，電飯煲里香噴噴的米飯，電熱水器里預熱好的洗澡水……下班之前，先在辦公電腦上把這些預設好，回家就能享受到了。”6月8日，筆者來到重慶渝北區加新•沁園，在裝修一新的房間里，居民劉永相一臉開心地向筆者描述他的智能生活。 在智能小區物業管理處，通過自助交費終端，不到一分鐘便可完成從點擊自助交費、選擇交費金額、執行交費，到查詢交費結果的整個過程。物業管理中心還可以滿足小區居民報送的餐飲、醫療、家政等服務。 來到家里，劉永相興奮地介紹起他的智能小家，“你看這個，觸摸這里便可啟動自動窗簾、空氣凈化器這些家用電器。哦，我給大家聽聽這個。”劉永相熟練地操作著智能交互終端，當他點觸“啟動背景音響”時，房間里便響起《春天里》的美妙旋律。“這樣的智能小區，裝修費用只不過比普通裝修每平方米貴百十來元，卻能帶來這么方便的生活。來過我家的親朋好友都羨慕得不得了！”劉永相說道。 隨后，在三網融合的電視機上，劉永相查詢了本月用電信息和今天的用電指數。 在他看來，未來的智能生活將會更加普及，智能用電小區也為居民們提供了一個開源節流的低碳生活方式。 劉永相家里的樓頂上有一套黑色的電池板，這就是光伏發電系統。該系統利用太陽能發電，平均每戶每天可發電8千瓦時，最高時可達12千瓦時。“這種高清潔、可循環能源的利用，讓低碳成為可能。我們家里的智能化設備，也提供‘節流’模式的選擇。” 說著，劉永相又展示了安裝在門廳里的智能交互終端。這個9英寸大小的屏幕，操控著家里所有的智能家電，能夠通過智能插座收集所有家電的用電信息。智能交互終端還為居民提供了外出、就寢、舒適、經濟這四種用電模式，并能顯示低碳指數。 “自從住進智能小區，我倆便成為了單位的潮人。很多同事為了看看新鮮，經常來參觀。小區里的停車庫還安裝了充電樁，到時候我們也去買輛電動汽車。”劉永相的妻子惠富會笑道。 據了解，加新•沁園是國內第一家規模超千戶并正式投入運營的智能用電小區，于2010年6月28日建成。重慶市電力公司將利用試點積累的經驗，逐步擴大智能小區覆蓋范圍至兩江新區所有核心地區。 智能電網繪就國網節能低碳發展藍圖 “能源發展方式轉變的過程，也是我國能源戰略轉型的過程。能源戰略轉型包含多個維度，即能源結構由高碳型轉向低碳型，能源利用由粗放型轉向集約高效型，能源配置方式由就地平衡型轉向大范圍優化配置型，能源供應由國內資源保障型轉向國際國內資源統籌利用型，能源服務由單向供給型轉向智能互動型。”從《中國電力與能源》一書的觀點中不難看出，節能低碳不僅在于細節。科學的戰略思維，將給節能減排全局帶來根本性變革。 6月初，國家電網已進入迎峰度夏期。今年，長江干流地區來水充沛。適逢5月末三峽電站地下6臺機組全部投產，新增電量全供湖北，減少當地火電所需的近百萬噸標煤消耗，使前幾年出現的季節性缺電局面大大改觀。 統計數據顯示，國家電網公司“十一五”期間各方面節能工作合計節約標煤超過8000萬噸，減排二氧化碳超過2億噸。在國資委2007～2009年任期考核中，國家電網公司獲“節能減排特別獎”。隨著經濟社會發展、能源發展方式轉變和觀念創新，國家電網公司在各個領域促進節能生產、倡導綠色發展，成果日益豐富，思路更為宏大。 一特四大 著眼全局 我國政府承諾，到2020年，非化石能源消費比重提高到15%，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。能源產業發展方式直接決定著能源的使用效率，而當代能源產業的核心是電力。 國家電網公司立足經濟發展方式轉變的全局，推動實施“一特四大”戰略，建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網，推動傳統電網向高效、經濟、清潔、互動的現代電網升級跨越。 對照國家電網“十二五”規劃，“三縱三橫”特高壓骨干網架、十余項直流輸電工程，以及一批智能電網工程，起點、落點正與我國大型能源基地、負荷中心地區的分布情況吻合。從古絲綢之路上的新疆、甘肅，到長江上游的四川，從青海百萬千瓦光伏，到東部新建核電，國家電網盡力滿足大型煤電、水電、風電等基地的集約化綜合開發和電力外送，讓能源資源流動更加順暢，獲得相對更低的環境成本、運輸成本，相對更高的利用效率和經濟性。 國家電網公司合理布局電動汽車充換電服務網絡。北京、唐山、青島、蘇滬杭……從公共交通、市政環衛、出租車行業開始，該公司密切配合地方政府有關部門，倡導電動汽車的社會化應用。“十二五”期間，國家電網公司計劃建成電動汽車充換電站3700座、充電樁34萬個。 過去幾年，我國一直是聯合國清潔發展機制（CDM）項目的主要供應方，已注冊項目2013個，占注冊總數的48.47%。但由于形勢變化，今后的項目審查將越來越嚴格。國家電網公司在這一領域尋求空間，積極參與，開展CDM項目22個，已成功注冊11個，年減排量預計為147.8萬噸；22項全部注冊后，預計每年可產生減排量275.5萬噸。配變提前更換CDM項目，由國家電網公司與世界銀行合作開發，于2011年2月成功注冊。這是我國第一個注冊的規劃類CDM項目，主要是把在役的高耗能配電變壓器提前更換為高效低耗變壓器。就在今年5月28日，國家電網公司申請的后續子項目通過審核，加入規劃，項目的成效進一步顯現。 精打細算 電網挖潛 2011年，國家電網公司線損率為6.53%，同口徑下降0.07個百分點，節約電量23億千瓦時，相當于節約標煤77萬噸。而“十一五”期間，因線損率降低節約的電量累計達495億千瓦時。 美國6.54%、英國7.47%、法國6.78%、澳大利亞7.03%——比照這些發達國家近年的線損率數據，國家電網線損率水平達到國際先進。 線損率的降低，來自電壓等級提升、電網設施改造更新、更加科學的管理考核、更有效率的調度運行等諸多方面。 “十一五”期間，國家電網公司節能減排資金投入1885.6億元，占固定資產總投資的14%。其中包括特高壓電網、縣域電網改造、中西部農網完善工程、電網科技環保等諸多項目。5年中，國家電網公司累計開展提高電網輸送能力工程項目2203項，提高輸送能力近1.5億千瓦，相當于多輸送7個三峽電站的電力。 僅2011年，國家電網公司累計改造輸電線路1.2萬千米，改造變壓器總容量2144萬千伏安，其中改造高損耗變壓器一項，就減少電能損失2432萬千瓦時。 去年11月，國家電網公司發布了特高壓直流大截面導線和線路鐵塔用大規格角鋼技術條件。今年獲準開工的哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流工程中，這些新材料將逐步應用。實際上，近年來的重點工程都采用了有利于節約的新技術、新工藝。“兩型三新”線路、“兩型一化”變電站建設，均推行全壽命周期最優化設計，全程節能、節水、節材、節地。 當好平臺 互聯互通 國家電力市場“十一五”交易電量近1.3萬億千瓦時，相當于遠距離運輸標煤超過4.5億噸 2011年年初，特高壓交流擴建工程順利投產，最大輸送電力達到572.6萬千瓦。工程在擴建之前，已發揮了促進華北煤炭基地集約化開發的作用，也為華中水電的充分利用創造了條件。 “十一五”期間，特高壓等工程使得電網互聯優勢充分發揮，既滿足了大型能源基地電能外送的需要，又解了負荷集中地區的用電之渴。5年間，國家電力市場累計交易電量近1.3萬億千瓦時，相當于遠距離輸送標煤超過4.5億噸。 2011年，國家電網節水增發電量159億千瓦時，水能利用提高率8.4%，同比增加0.16個百分點；國家電力市場累計消納水電1082.35億千瓦時。 “十一五”期間，我國風電裝機連續翻番。與此相應，國家電網公司投資418億元，投運風電并網線路2.32萬千米、變電容量3770萬千伏安。截至2011年年底，國家電網風電并網裝機容量4394萬千瓦，比“十一五”末又增加了1563萬千瓦，同比增長55%。部分省級電網的風電運行指標已與丹麥、西班牙等風電發達國家相當。 去年年底，國家電網公司在河北張北地區建成了世界首個集風電、光伏發電、儲能、智能輸電于一體的風光儲輸示范工程。科技部副部長曹健林實地考察后說，工程驗證了風能、太陽能、化學儲能三種新能源可以大面積聯合應用，是最能彰顯我國節能減排決心和態度的亮點之一。 在發電側，國家電網公司利用網絡優勢，加強對發電機組脫硫設施運行監測的系統建設；利用電力交易平臺組織發電權交易，促進火電機組“以大代小”或以清潔能源代替火電。2007年至2011年年底，國家電網公司經營區域內累計交易電量5442億千瓦時，相當于節約標煤4862萬噸，減排二氧化碳1.26億噸、二氧化硫140萬噸。去年，國家電網公司還創新開展跨區發電權交易。 在用電側，國家電網公司嚴格規范報裝接電手續，嚴格執行國家高耗能電價政策，積極配合各級政府遏制高耗能、高污染及產能過剩行業發展；向企業客戶普及需求側管理知識；大力推廣節能變壓器、無功補償設備、高效電動機等節能技術和項目，引導、帶動社會降低生產能耗。2010年開始，國家電網公司探索組建節能服務體系，2011年組建了292個市級網絡活動小組，組織2948家工業企業參加各類活動728次。基于國家電網公司營銷信息系統的能效管理數據平臺，已被工信部列為2012年度“兩化融合促進節能減排重點推進項目”。 來源：國家電網報 |
