项目名称 |
多能源互补分布式可再生能源发电微电网技术研究与示范 |
主要完成单位 |
珠海兴业绿色建筑科技有限公司 |
中国科学院广州能源研究所 |
珠海兴业新能源科技有限公司 |
主要完成人 (职称、完成单位、工作单位) |
1. 舒杰 职称:研究员 工作单位:中国科学院广州能源研究所 完成单位:中国科学院广州能源研究所 主要贡献:项目总体技术方案制定,主持多能源互补微电网项目总协调。微电网拓扑结构及分布式可再生能源优化配置研究,微电网能量平衡控制策略与优化方法研究。代表性论文1的第一作者,代表性论文2,3,4,5,6,7,8,9,10的合著者。代表性发明专利1,2,3,4,5,6的主要发明人,软件著作10的主要著作权人。 |
2. 谢文 职称:高级工程师 工作单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 完成单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 主要贡献:项目主要实施者,组织示范工程选址与项目投资配套建设。软件著作9的主要完成人。 |
3. 崔琼 职称:工程师 工作单位:中国科学院广州能源研究所 完成单位:中国科学院广州能源研究所 主要贡献:提出了一种微电网能量管理方法和系统,设计微电网中负荷预测以及储能系统中电池荷电状态预测方案。代表性论文5,10的第一作者,代表性论文6的合著者。代表性发明专利4,5,6的主要发明人,软件著作10的主要著作权人。 |
4. 孙金礼 职称:工程师 工作单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 完成单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 主要贡献:参与多能源互补微电网项目总协调、示范工程选址与项目投资配套建设。软件著作9的主要完成人。 |
5. 吴志锋 职称:高级工程师 工作单位:中国科学院广州能源研究所 完成单位:中国科学院广州能源研究所 主要贡献:设计并开发了微网调度集控系统,实现微网能量管理。代表性论文3,6的第一作者,代表性论文5,10的合著者。代表性发明专利4,5,6的主要发明人,软件著作10的主要著作权人。 |
6. 李晟 职称:工程师 工作单位:珠海兴业新能源科技有限公司 完成单位:珠海兴业新能源科技有限公司 主要贡献:参与能量管理系统的研发,微电网网架结构的研究和设计。代表性实用新型专利7,8的主要完成人。 |
7. 张先勇 职称:副研究员 现工作单位:广东技术师范学院 完成单位:中国科学院广州能源研究所 主要贡献:提出了一种多区域互联的模块化分布式独立微电网拓扑结构和一种基于无源性理论的风力发电机双PWM变换器协调控制策略。代表性论文2,8的第一作者,代表性论文1,3,4的合著者。代表性发明专利1,2的主要发明人。 |
8. 肖慧明 职称:高级工程师 工作单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 完成单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 主要贡献:设计开发可再生能源发电系统,微电网拓扑结构及储能控制策略。代表性实用新型专利7,8的主要完成人, 软件著作9的主要完成人。 |
9. 黄磊 职称:助理研究员 工作单位:中国科学院广州能源研究所 完成单位:中国科学院广州能源研究所 主要贡献:设计微电网中分布式能源发电预测方案,建立多能互补微电网仿真模型。代表性论文7的第一作者。代表性发明专利4,5,6的主要发明人,软件著作10的主要著作权人。 |
10. 陈德志 职称:工程师 工作单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 完成单位:珠海兴业绿色建筑科技有限公司 主要贡献:参与了微电网整体电网网架结构的设计,电气系统设计,负责输配电线路以及二次系统的设计。代表性实用新型专利8的主要完成人, 软件著作9的主要完成人。 |
项目简介 |
项目针对海岛区域供能需求,开展以太阳能光伏为主,多种可再生能源(包括太阳能、风能、海洋能等)发电、蓄能、燃气/油发电为辅的MW级多能互补分布式微电网集成化关键技术研究与工程示范,为分布式发电微网技术在区域电力系统中的应用提供技术支撑与工程应用经验,推动可再生能源的规模化应用。主要技术研究内容如下: 1、多能互补分布式微网的优化组网技术 结合微网电源特点及海岛用电需求,提出直流母线微网与交流母线微网两种方案,通过建模与评估,确立海岛微网网架结构;根据微网系统的运行模拟和可再生能源的应用特点,以系统能源平衡控制、可再生能源发电最大化利用、投资成本最经济作为微网组网目标,构建微网适应度函数,设计微网运行控制约束条件,建立微网电源规划模型;运用智能优化算法,采用全局搜索优化策略,实现分布式微网电源的优化配置。 2、微网能量管理策略研究 以建立合理可靠的能量管理机制为目标,针对分布式微电源的高渗透率、经济性及可协调性问题,采用微网的分层控制结构,一方面研究下层微电源网侧PQ、V/f控制策略,模糊决策算法和功率平抑控制策略,使得系统整体输出功率能跟随模糊控制策略的参考功率;另一方面研究上层微网能量协调优化控制算法以及储能荷电状态、可再生能源发电和负荷预测技术,确定各微电源的最优功率分配,使微网内各分布式发电高效运行。 3、大功率双向变流器研制 研制了100kVA和500kVA两种双向变流器样机,实现并网型微网和离网型微电网多模式运行。分别采用三相三桥臂和三相六桥臂的主电路拓扑结构,数字锁相和改进的空间矢量控制策略,实现了双向变流器的稳定并网运行,各项指标优于现有产品;双向变流器还具备接受远程有功、无功调度的能力(可控性)。 4、微电网智能调度集控系统的开发 采用分布式的体系结构、面向对象的组件技术等先进计算机控制技术,使系统具有高度开放性和可扩充性;构建海岛局域网络保证微电网监控的实时性,实时系统具备多层结构的特征;采用商用和实时统一、面向设备对象数据库管理系统,实时数据库按照分布式的要求设计,具有Client/Server模式,自动实现全系统数据同步;实现能量的优化调度与管理。 5、多能源互补分布式微电网示范工程建设 建成国内首个海岛MW级多能源互补分布式微电网示范工程,总装机容量2MW,解决了岛内电力供给,据3年运行统计,实现全年可再生能源贡献率70%以上。采用交流母线方案和分层微网结构,提高了微电网的可扩展性、可控性、可靠性。 基于上述关键技术研究及示范工程建设,本项目的相关核心技术已获16项国家发明专利、1项国际发明专利授权;共发表18篇EI/核心论文。研究成果被应用于后续多个分布式微电网工程项目中,项目合同额超3亿元,极大地推动分布式可再生能源微电网技术的规模化应用。获联合国工业发展组织颁发的“蓝天奖”奖励。起草国内首个微电网地方标准《多能源互补微电网通用技术要求》,2015年3月批准正式实施。成果鉴定评价本成果处于“国际先进水平”。 |
代表性论文 专著目录 |
论文1:舒杰,张先勇,沈玉梁,吴昌宏. 可再生能源分布式微网电源规划方法及应用.控制理论与应用.2010,27(5):675-680. |
论文2:张先勇,舒杰. 基于无源性理论的双馈风力发电机双PWM 变换器协调控制.电力系统保护与控制.2010,38(21):184-188. |
论文3:吴志锋,舒杰,张先勇. 基于多级结构原理的独立微电网控制系统.中国电力.2012,45(10):77-81. |
论文4:周龙华,舒杰,张先勇,廖志帆. 分布式能源微网电压质量的控制策略研究.电网技术.2012,36(10):17-22. |
论文5:崔琼,舒杰,吴志锋,姜桂秀. 应用牛顿插值法估算铅酸蓄电池SOC.电力电子技术.2013,47(7):46-48. |
论文6:吴志锋,舒杰,崔琼. 多能互补微电网系统组网及控制策略的研究.可再生能源.2014,32(1):44-48. |
论文7:黄磊,舒杰,姜桂秀,张继元. 基于多维时间序列局部支持向量回归的微网光伏发电预测.电力系统自动化.2014,38(5):19-24. |
论文8:张先勇,舒杰,吴昌宏,周龙华,宋香荣. 一种海岛分布式光伏发电微电网.电力系统保护与控制.2014,42(10):55-61. |
论文9:戴志威,舒杰,周龙华. 单相并网逆变器母线电容纹波分析与抑制研究.可再生能源.2014,32 (10):1448- 1452. |
论文10:崔琼,舒杰,吴志锋. 微电网能量管理系统功能结构研究.电测与仪表.2015,52(5):118-122. |
知识产权名称 |
专利1:张先勇,舒杰,李伟,吴昌宏. 一种独立微电网系统(专利授权号:ZL 201010572995.0) |
专利2:宋香荣,舒杰 ,张先勇. 一种分散式光伏微电网组网(专利授权号:ZL 201210134058.6) |
专利3:舒杰,宋香荣,吴昌宏,张继元. 一种微电网用变流器的微电网组网控制方法(专利授权号:ZL 201310125672.0) |
专利4:崔琼,舒杰,吴志锋,姜桂秀,黄磊. 一种蓄电池荷电状态的估算方法和系统(专利授权号:ZL 201310136504.1) |
专利5:崔琼,舒杰,吴志锋,黄磊,姜桂秀,张继元. 一种微电网能量管理系统和方法(专利授权号:ZL 201310618411.2) |
专利6:黄磊,舒杰,姜桂秀,吴志锋,崔琼,王浩. 适用于光伏系统全生命周期的输出功率分类预测系统(日本发明专利授权号,2017-534728) |
专利7:李晟,肖慧明,李冬明,王卫,曾鹏飞,孙宏宇. 共磁多向逆变电源(专利授权号:ZL201120106259.6) |
专利8:陈德志,李晟,肖慧明,张占江. 一种新型智能微电网(专利授权号:ZL 201220724998.6) |
软件著作9:珠海兴业绿色建筑科技有限公司. SYE智能微电网监控系统V1.0(软件登记号:2012SR047747) |
软件著作10:中国科学院广州能源研究所;吴志锋,舒杰,崔琼,姜桂秀,黄磊. ZK2012微电网智能调度集控系统(软件登记号:2013SR034042) |
推广应用情况 |
本项目建成国内首个海岛MW级多能源互补分布式微电网示范工程,形成的关键技术及装置在海岛分布式可再生能源发电微电网系统建设推广中具有重要的示范、支撑作用,形成了完整的微电网技术体系和标准,为今后此类工程的设计、建设、运行和维护积累经验;相关完成单位在此项目的基础上,先后获得多项分布式可再生能源微网发电工程合同,合同额超3亿元,其中: 珠海鑫业电力科技有限公司自2011年应用本项目的多能源互补分布式可再生能源发电微电网技术在东澳岛光伏微电网项目,并于2013年将该项技术应用到万山岛光伏微电网项目,大大降低了岛上居民的用电成本,提高了电能可靠性及稳定性,取得了良好的社会效益、经济效益,对环境保护也起到了良好的积极作用。 湖南兴业太阳能科技有限公司自2012年应用该项技术在“湖南湘潭2MW光伏智能微电网”项目,系统运行稳定,供电效果良好, 华为技术有限公司自2017年将该技术应用在“喀麦隆农村离网太阳能电站项目”,该项目总投资将近1亿人民币,使喀麦隆农村用上了绿色清洁电能,取得巨大的社会效益和可观的经济效益。 |