中西部清潔能源富集區分布式發電全環節效能提升關鍵技術及應用

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中西部清潔能源富集區分布式發電全環節效能提升關鍵技術及應用分布式電源發展已暴露出由於點多面廣造成的規劃滯後、管理粗放、運維成本高等突出問題

目錄

一、背景

1.技術應用所屬行業特點、機遇與挑戰；

分布式電源發展已暴露出由於點多面廣造成的規劃滯後、管理粗放、運維成本高等突出問題：

（1）中西部分布式電源規劃滯後，存量分布式電源密集區已暴露出的過、欠壓等運行問題通過傳統調度運行手段已不能解決，必須通過局部電網改造或新建互補型分布式電源電力電量平衡優化才能解決；

（2）中西部經濟落後，配網結構相對薄弱，分布式電源大多處於只監視不控制甚至盲調狀態，必須通過調控手段上的精細化協調運行才能解決；

（3）中西部分布式電源，特別是扶貧工程，主要分布在深山、丘陵、高寒地區，目前基本處於不運維或者低效運維的狀態，必須通過運維手段上的智能化才能提高產能及扶貧成效。

2.技術應用所解決的行業難點、熱點問題，必要性及重要意義。

針對中西部偏遠落後地區分布式清潔能源的高效運行，以小水電、分布式光伏、分散式風電等分布清潔電力為研究對象，通過精細化規劃、調控與運維技術，解決結構性棄風棄光棄水、產能低下以及運維成本高的問題。成果在江西、寧夏等多個中西部地區得到成功應用，為偏遠地區的分布式清潔能源的高效運行提供了技術保障，提高了清潔電力消納能力、區域供電質量和供電可靠性、降低了清潔電力運維成本，顯著提高了清潔能源發電的綜合效益。

二、應用案例

1.項目概述

項目關於光伏的研究成果在吳忠第十三、第二十光伏電站等200多個分布式光伏工程中得到了落地實現，實現了分布式光伏資源的全監控、全管理，光伏電站全年接收的輻射量至少提高20%，產能也大幅提升，最高可提升24%。單位千瓦光伏運維成本可下降20-50%，產生了顯著的經濟和社會效益。

項目關於水電站的研究成果在遂川戴家埔、九江新華水電站等100多個小水電站得到了落地應用，提高了區域小水電的運行效率，使得區域電網供電可靠性≧99.8%，區域電網電壓合格率≧97.9%，年發電量可增加6%，解決了豐水期電壓高，枯水期電壓低的問題，提高了小水電發電系統穩定性。

杭州科工利用項目關於風電場的研究成果運用於浙江、江西等20多個風電場的建設中。通過運用儲能的優化配置技術、有效降低了多個儲能項目的建設成本，相較於傳統配置方法，減少儲能建設成本約15%。

項目研製的微電網智能運維系統在鹿西島、戴家埔、連雲港、淮安等全國多個地區得到了落地應用，該系統有效提升了運維效率，降低了綜合運維成本，並提高了區域供電質量和供電可靠性。連雲港、淮安等地的光伏電站運維效率提高了15%，單位千瓦光伏運維成本下降了20%。

項目研製的新型的運維監測終端在江蘇、湖南、浙江、寧夏等多個省份的分布式電源站落地應用。該裝置有效提高運維效率15%，降低了運維成本13%，年發電小時數增加17%，裝置國內外總銷售4500多台，帶來了利潤1717萬。

2.主要效益

（1）項目關於風電場的研究成果運用於浙江、江西等20多個風電場的建設中，有限降低了多個儲能項目的建設成本，相較於傳統配置方法，減少儲能建設成本約15%，三年增收節支917.6萬、1046.3萬、1208.2萬，共計增收節支3172.1萬。

（2）利用項目成果研製的新型裝置售價1.5萬/台，2016年銷售1547台，新增銷售額2320.5萬元，利潤按銷售額25%計算，新增利潤580.1萬元，稅收按銷售額10%計算，新增稅收232.05萬元；2017年銷售1352台，同理計算，新增銷售額2088萬元，新增利潤522萬元，新增稅收208.8萬元；2018年銷售1642台，同理計算，新增銷售額2463萬元，新增利潤615.8元，新增稅收246.3萬元。

（3）利用項目成果，有效提高了光伏電站、風電場、水電站的發電量，三年新增銷售額分別為3002.4萬元、3158.02萬元、3183.24萬元，新增利潤按25%，三年新增利潤分別為750.6萬元、789.5萬元、795.8萬元，新增稅收按銷售額的6%計算，分別為180.14萬元、189.48萬元、190.99萬元。

社會效益與間接經濟效益

本項目提出了「考慮陣列微觀傾角與電網淨負荷最優匹配的光伏電站產能精益化提升策略」，有效地改善了光伏扶貧區供電質量低、供電可靠性差的問題，提高了光伏電站的產能，有力地支撐了光伏扶貧政策。通過光伏扶貧項目，成功解決了多地的貧困問題，安置了部分貧困人口實現就業，通過創造崗位，讓有勞動能力的貧困戶通過辛勤勞動實現脫貧致富。

通過分布式清潔能源精益化調控技術，一方面提升了分布式清潔能源的利用率，有助於緩解高峰時段的調峰壓力，提高供電可靠性，保證電網供電質量，另一方面有助於需求側用電結構的調整，提高電網運行的經濟性，從而有效提升電網公司的企業形象。

通過分布式清潔能源精益化調控與運維技術，顯著提高了清潔能源的產能，有效降低了清潔能源生產和供應企業的運營成本，拓展了清潔能源產業的服務範圍，有助於滿足用戶多元化用能需求，從而提升運營效率和盈利水平，鼓勵清潔能源的產業發展。

三、技術要點

1、提出了一種基於重要性採樣思想和線性插值法的風光資源負荷側置信容量評估方法,提出了基於馬爾可夫過程提升風光資源等效置信容量的儲能精益化配置方法，開發了分布式電源儲能配置軟件，解決了過、欠壓區域的一體化規劃問題。

2、提出了基於改進的原對偶內點法的電網電壓優化及調控方法，提出了以區域電能質量提升為目標的小水電群層級式精益化群調群控技術，實現了過、欠壓區域的電網優化運行。

3、提出了基於K-means的柔性負荷動態聚合方法，提出了面向電網供需平衡計及冷熱慣性利用的溫控型負荷精益化柔性調控技術，提升了過、欠壓區域的源荷就地自平衡率及清潔電力消納率。

4、提出了改進的虛擬典型年擬合模型，提出了考慮陣列微觀傾角與電網淨負荷最優匹配的光伏電站產能精益化提升策略，實現了光伏扶貧區域的產能提升。

5、基於互聯網+技術，提出了基於虛擬現實多維信息實時關聯映射和多源數據融合分析的診斷預警技術，研製了分布式電源性能監測/質量分析/收益評估一體化遠程監測與可視化運維管理平台，實現了分布式電源全環節的效能提升。

四、應用前景

項目成果已在江西、寧夏、青海等多個省份得到應用。研發裝備實現年均2000萬元利潤，占有國有市場份額60%左右。在中電聯組織的科技成果鑑定會上，中國工程院顧國彪院士和羅安院士一致認為「項目整體技術達到了國際先進水平，在基於馬爾可夫過程提升分布式清潔能源等效容量、分層分級式小水電群調群控技術方面達到了國際領先水平」。在中國電機工程學會組織的成果鑑定會上，李立浧院士認為「基於虛擬現實多維信息實時關聯映射和多源數據融合分析的系統監測和診斷預警分析技術」達到了國際先進水平。