智能微電網及新能源控制系統(tǒng)產業(yè)化項目可行性研究報告

I 智能微電網 及新能源控制系統(tǒng)產業(yè)化項目 可 行 性 研 究 報 告 X 省機電設計院 有限公司 二 一一年 七 月 錄 第一章 總論 . 1 目概況 . 1 目背景 . 3 目單位情況 . 6 論及建議 . 10 第二章 項目建設必要性 . 1 觀環(huán)境分析 . 1 業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 . 3 目的提出 . 6 目前期工作情況 . 8 目建設的必要性和意義 . 8 術與服務方案 . 12 內市場分析 . 24 際市場分析 . 29 能預測 . 30 第三章 項目選址 . 31 目選址和用地規(guī)劃 . 31 目廠址建設條件 . 31 第四章 項目建設方案 . 35 目整體規(guī)劃和建設方案 . 35 藝和設備方案 . 41 能設計方案 . 49 境保護 . 55 業(yè)安全衛(wèi)生和消防安全 . 57 第五章 項目實施和組織管理 . 62 目實施計劃和進度 . 62 目管理和施工組織 . 63 目招投標 . 64 第六章 投資估算和資金籌措 . 68 資估 算 . 68 金來源及融資方案 . 70 第七章 風險分析及對策 . 71 觀經濟環(huán)境影響 . 71 術風險 . 71 場風險 . 72 務風險 . 73 他風險 . 73 險規(guī)避的對策和措施 . 73 第八章 經濟效益分析 . 75 礎數(shù)據 . 75 務計算與評價 . 76 益分析結論 . 81 第九章 結論與建議 . 82 究結論 . 82 議 . 83 附圖 1、 項目選址圖 . 84 附圖 2、 項目總平面圖 . 87 附圖 3、項目建筑平面圖 . 87 附圖 4、項目工藝圖 . 87 附表 1濟分析附表 . 88 1 第一章 總 論 目概況 目名稱及項目單位 項目名稱 :智能微電網 及 新能源控制系統(tǒng) 產業(yè)化 項目 項目投資單位： 電氣股份有限公司（以下簡稱“ 電氣”） 項目實施單位： 電氣股份有限公司 目建設地點 本項目建設地點擬定在 省許昌市 中原電氣谷 智能電網產業(yè)園 。 該廠址地理位置十分優(yōu)越，交通便利，規(guī)劃電力、給排水、暖氣和通訊等公用設施條件完善，非常適宜本項目的建設 。 設規(guī)模與建設內容 建設規(guī)模： 年產 電網控制系統(tǒng) 40 套， 伏發(fā)電控制系統(tǒng) 100 套。 隨著國家大力發(fā)展清潔能源、建設智能電網的大好機遇，隨著國家經濟建設對電力需求的增加， 智能電網產業(yè)將有廣闊的發(fā)展空間。 本項目完成后， 按照各領域預測，2015 年將實現(xiàn)產值約 元。 建設 內容 : 2 新建一棟 24000 平方米的生產廠房； 新增 設備 182 臺套 及 搬遷 各類 原有 設備 201 臺（套） 。 目所需外部條件 本項目建設已經和許昌市發(fā)改委、環(huán)境保護部門、消防部門等政府部門達成了一致共識。項目前期工作 正 在有條不紊 地 進行，建 設方案、投標方案、設備采購方案等必要的工作都在準備中。 目投資規(guī)模與資金籌措 本項目總投資 5849 萬元， 其中 4649 萬元 形成固定資產 ，1200 萬元形成 鋪底流動資金 。 由 電氣 自籌解決，除 鋪底流動資金 外的流動資金通過短期銀行貸款解決。 目建設周期及主要技術經濟指標表 本項目建設周期 為 2 年，即從 2012 年 1 月至 2013 年 12 月。包含項目前期工作、勘察設計、土建施工、設備采購安裝和調試、人員培訓及驗收等項目 階段 。 本 項目建成 達產后， 實現(xiàn) 年 銷售 收入 28000 萬元，實現(xiàn) 增值、銷售 稅金及附加 1414 萬元，利潤總額 2984 萬元，投資利潤率為 投資利稅率為 稅 前 稅 后 投資回收期（靜態(tài)） ,項目有很好的經濟效益。盈虧平衡點在 可保本，具有較強的抗風險能力。 3 目背景 目提出的背景 國家“十二五”規(guī)劃綱要“節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車”等產業(yè)提到了國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)重點領域的高度。綱要“ 推動重點領域跨越發(fā)展 “中明確了“新能源”產業(yè)重點發(fā)展的對象包括：新一代核能、太陽能熱利 用和光伏光熱發(fā)電、風電技術裝備、智能電網、生物質能。在“ 推動能源生產和利用方式變革 推進能源多元清潔發(fā)展 ”中再次強調要 加強并網配套工程建設，有效發(fā)展風電。積極發(fā)展太陽能、生物質能、地熱能等其他新能源。促進分布式能源系統(tǒng)的推廣應用。 中國正在加快發(fā)展新能源產業(yè)，國家電網公司劉振亞總經理在 2009 年全面部署智能電網工作時提出：“到 2015 年，要在關鍵技術和設備上實現(xiàn)重大突破和廣泛應用”。 綱要指出： 培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè) 、 實施產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展工程 ， 以掌握產業(yè)核心關鍵技術、加速產業(yè)規(guī)?；l(fā)展為目標，發(fā)揮國家重大科技 專項引領支撐作用，依托優(yōu)勢企業(yè)、產業(yè)集聚區(qū)和重大項目，統(tǒng)籌技術開發(fā)、工程化、標準制定、應用示范等環(huán)節(jié)，支持商業(yè)模式創(chuàng)新和市場拓展，組織實施若干重大產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展工程，培育一批戰(zhàn)略性新興產業(yè)骨干企業(yè)和示范基地 。 電氣股份有限公司 作為國內領先的電力系統(tǒng)設備集成商和 4 制造商，已在智能變電站、智能配電網、智能用電、分布式能源、工業(yè)智能供配電、風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、大規(guī)模儲能等方面開展了大量研究和試制工作，智能變電站、智能配電網、智能用電、風力發(fā)電設備和太陽能光伏逆變器已經投入規(guī)模使用。為了保證光伏發(fā)電控制系統(tǒng)、 分布式能源控制系統(tǒng)等新能源關鍵控制系統(tǒng)設備的順利產業(yè)化，分布式能源及新能源控制系統(tǒng)產業(yè)化項目的建設事不宜遲。 行性研究范圍及分工 根據國家對建設項目前期工作階段的工作范圍和深度規(guī)定以及 電氣 的具體要求， 經過 實地勘察 和資料收集 ，確定本次研究工作的范圍為：根據項目提出的背景 ，分析項目建設的必要性、可能性及可行性 ，通過對市場進行調查和分析預測， 分析企業(yè)優(yōu)勢和劣勢， 確定產品生產規(guī)模 和項目 建設地址 ， 確定 項目總體 建設方案 和項目建設組織管理 ， 最后 進行投資估算和經濟 社會效益分析，得出項目是否可行的結論，為項 目的決策和建設提供可靠的依據。 本項目可行性研究的主要由 省機電設計院 承擔完成， 其中 智能電網及新能源控制系統(tǒng) 等技術問題 由 電氣 配合 完成。 行性研究報告的編制依據和原則 （一）編制依據 5 （ 1）電工裝備制造產業(yè)投資項目可行性研究報告內容要求； （ 2）國家發(fā)展改革委員會、建設部聯(lián)合頒發(fā)的建設項目經濟評價方法與參數(shù)（第 三 版）； （ 3）國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（ 2004 年2020 年 )； （ 4） 委托方提供的企業(yè)有關基礎數(shù)據、技術資料和編制要求以及與本院簽訂的工程技術咨詢服務合同； （ 5）其他有關法律、法規(guī)文件。 （二）編制原則 （ 1）依據國 家有關政策以及國家、行業(yè)、地區(qū)發(fā)展的長遠規(guī)劃，根據委托方提供的項目建設有關 基礎資料，公正、客觀和科學地論證項目建設的必要性、可能性及可行性； （ 2） 充分貫徹執(zhí)行“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、資源共享”的指導原則，在對工程項目的建設條件和需求進行充分調查分析的基礎上，對實驗系統(tǒng)的規(guī)模和能力、結構和功能、設備主要技術指標等進行方案比較 ； （ 3）注意節(jié)能、環(huán)境保護與勞動安全衛(wèi)生，選用先進可靠的技術設備， 實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 6 目單位情況 業(yè)發(fā) 展歷史及基本情況 電氣是以電力系統(tǒng)自動化、保護及控制設備的研發(fā)、生產及銷售為主的上市公司。是國家電力裝備行業(yè)大型骨干和主導企業(yè)，國家電力系統(tǒng)自動化和電力系統(tǒng)繼電保護及控制行業(yè)的排頭兵，被譽為我國電力裝備行業(yè)配套能力最強的企業(yè)，是 省科委和國家科技部認定的 省高新技術企業(yè)和國家重點高新技術企業(yè)，榮獲首屆“中國機械十大杰出企業(yè)”，“機械工業(yè)管理示范企業(yè)”和“中國工業(yè)大獎表彰獎”。公司擁有國家級企業(yè)技術中心和企業(yè)博士后工作站，“ ”商標 2005 年被國家認定為“中國馳名商標”。公司現(xiàn)有員工 6020 人，其中 研發(fā)及工程技術人員 2782 人， 電氣成立于 1993 年， 1997 年在深圳證券交易所上市。 自上市以來，公司一直堅持持續(xù)分紅回報投資者的利潤分配政策，在證券市場上樹立了持續(xù)回報投資者的良好形象。連續(xù)六年入選“中證亞商中國最具發(fā)展?jié)摿ι鲜泄?50 強”。公司信息披露工作連年保持優(yōu)良評價?！?電氣”股票被深圳證券信息有限公司列為“最有市場影響力的 100 只股票”之一，并持續(xù)入選深證100 指數(shù)成份股、和深證自主創(chuàng)新指數(shù)初始成份股； 2006 年 2月順利入選國內證券市場發(fā)布的第一個創(chuàng)新指數(shù) “深證自主創(chuàng)新指數(shù)”初始成分股，成為首批入選的 40 家樣本上市公司之 7 一。 2010 年和 2011 年，在大眾證券報、新浪財經主辦的大眾證券杯評選中，公司憑借優(yōu)良的公司業(yè)績、廣闊的發(fā)展前景連續(xù)榮膺“最具成長前景上市公司”榮譽稱號，品牌知名度進一步提升。 經過近二十年的努力，特別是上市十余年的快速發(fā)展，公司已發(fā)展為覆蓋發(fā)電、輸電、配電、用電等電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，橫跨一次及二次、交流及直流裝備領域，綜合成套能力最強、國內最具競爭力的電力裝備制造企業(yè)和系統(tǒng)解決方案的提供商，為我國電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經濟運行做出了杰出貢獻。 2011 年，公司狠抓市場開拓，聚焦科研開發(fā)，優(yōu)化管理模式，各項工作取得了長足進步。 實現(xiàn)營業(yè)收入 上年同期增長 實現(xiàn)凈利潤 元，較上年同期增長 務范圍及服務情況 電氣的產品覆蓋發(fā)電、輸電、配電、用電等電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，橫跨一次及二次、交流及直流裝備領域，市場根植網內外、海內外，服務貫穿設備供應、設備成套、系統(tǒng)集成和工程總包，是國內綜合配套能力最強、最具競爭力的電力裝備制造商及系統(tǒng)解決方案提供商。 經營范圍： 生產經營電網調度自動化設備 ,配電網自動化、變電站自動 化、電站自動化、鐵路供電自動化、電網安全穩(wěn)定控制設備 ,電力管理信息系統(tǒng) ,電力市場技術支持系統(tǒng) ,繼電保護及自動控制裝置 ,繼電器 ,電子式電度表 ,中壓開關及開關柜 ,電力 8 通信設備 (不含無線 ),變壓器、互感器、箱式變電站及其他機電產品 (不含汽車 );承辦本企業(yè)自產的機電產品、成套設備及相關技術的出口業(yè)務 ,經營本企業(yè)生產、科研所需要原輔材料、機械設備、儀器儀表、零配件及相關技術的進口業(yè)務 ,經營本企業(yè)的進料加工和 “三來一補 ”業(yè)務 屋租賃（憑證經營）。（以上經營項目國家法律法規(guī)須審批的除外）。 要檢測工藝及設備情況 為保證達到國際一流的產品質量，我們引入了國際上著名的克勞士比質量管理哲學，樹立了“以先進的自動化檢測設備全面保證產品質量”的理念，形成了“零缺陷”的工作標準和質量文化。以先進的工藝技術裝備、嚴密的制造過程控制、嚴格的檢測手段，全面保證產品質量。 電氣擁有科研、中試基地面積 8204 平方米，科研儀器設備資產 53592 萬元，科研儀器數(shù)量 3452 臺； 產品形成了信息化自動化控制技術、大功率電力電子技術、一次設備制造技術三大核心技術 ,其中 “”商標被認定為國家馳名商標；電力監(jiān)控自動化設備 和干式變壓器被評為 “ 中國名牌產品 ” 。 電氣 以 “滿足市場和客戶需求 ”為 技術創(chuàng)新的根本出發(fā)點 ， 在引進和消化吸收國際最佳實踐的 目管理等先進管理理念的基礎上，打破傳統(tǒng)研發(fā)模式，構建 特色的集成產品開發(fā)體系；成立產品管理委員會和技術管理委員會，建立基于市場和 9 客戶需求驅動的新產品開發(fā)流程；建立研發(fā)全過程測試及評審體系，遵循全面測試、專業(yè)化測試、自動化測試理念，擁有獨立的測試專家隊伍研究測試技術；投巨資購置和自行開發(fā)大量自動測試和仿真設備，具備軟件測試、硬件測試、裝置集成測試和系統(tǒng)集成測試能力 ；配 備有先進的檢測試驗設備和手段，建有：電力系統(tǒng)數(shù)字仿 真實驗室、電力系統(tǒng)動模實驗室、高壓產品實驗站、國內同行業(yè)中最大的電磁兼容實驗室、大規(guī)模集成電路測試設備、單板、裝置、系統(tǒng)的自動測試裝置等，對產品研發(fā)和生產的每一環(huán)節(jié)進行嚴格的檢驗和測試。 三年主要經營指標 經歷多年的高速發(fā)展， 電氣現(xiàn)已成為國家電力裝備行業(yè)大型骨干和主導企業(yè)； 電氣近三年的經營情況如下表 1示。 表 1 企業(yè)近三年的經營情況 單位名稱 電氣股份有限公司 注冊 地址住所 省許昌市 大道 1298 號 經營范圍 生產經營電網調度自動化設備 ,配電網自動化、變電站自動化、電站自動化、鐵路供電自動化、電網安全穩(wěn)定控制設備 ,電力管理信息系統(tǒng) ,電力市場技術支持系統(tǒng) ,繼電保護及自動控制裝置 ,繼電器 ,電子式電度表 ,中壓開關及開關柜 ,電力通信設備 (不含無線 ),變壓器、互感器、 10 箱式變電站及其他機電產品 (不含汽車 );承辦本企業(yè)自產的機電產品、成套設備及相關技術的出口業(yè)務 ,經營本企業(yè)生產、科研所需要原輔材料、機械設備、儀器儀表、零配件及相關技術的進口業(yè)務 ,經營本企業(yè)的進料加工和 “三來一補 ”業(yè)務 屋租賃（憑證經營）。 （以上經營項目國家法律法規(guī)須審批的除外）。 發(fā)展目標 致力于智能電氣行業(yè)領域的標準、檢測、學術雜志、行業(yè)咨詢等技術服務，為所有涉及智能電氣行業(yè)領域的顧客提供優(yōu)質服務。 近三年經營數(shù)據 2009 年：銷售收入 元，凈利潤： 元 2010 年：銷售收入 元，凈利潤： 元 2011 年：銷售收入 元，凈利潤： 元 2011 年：銷售收入 66 億 元，凈利潤： 元 2011 上半年 銷售收入 25 億 元，凈利潤： 1 億 元 論及建議 本 項目符合國民經濟發(fā)展的長遠規(guī) 劃和國家產業(yè)政策，市場前景好，有較好的經濟和社會效益，且具有較強的抗風險能力，項目是可行的。 隨著 電氣 產品領域的不斷拓展以及 智能微電網及新能源產業(yè) 的不斷開發(fā)和升級，要想為客戶提供高可靠性的電力裝備，必須盡快具備 智能電網產品的產業(yè)化能力 。 項目確定后，建議上級主管領導部門對本項目給以大力支 11 持，加快項目的前期工作進程，積極落實建設資金，盡早開工，保質保量按時完成工程建設，及時投入使用，盡快發(fā)揮項目應有的社會 效益 和經濟效益。 1 第二章 項目 建設 必要性 觀環(huán)境分析 能源是社會發(fā)展的重要基礎，在能源問題日益突 出、供需矛盾日益加劇的今天，世界各國都在為緩解和解決能源供應問題進行研究，新能源由于可再生和清潔等特點使其成為解決智能地球能源問題的有效途徑。 隨著化石能源的逐漸枯竭，人類須面對自身發(fā)展史上最大的危機，而充分發(fā)揮電能傳輸?shù)谋憬荨⒏咝У忍匦詫⑹侨祟惷鎸@一危機的根本手段。通過建設統(tǒng)一、堅強的智能電力網絡，以其作為各種形式能量轉換接入、傳輸和配給的基礎，從而一方面能整合各種能源、優(yōu)化能源配置，且能實現(xiàn)能量的高效傳輸和智能配給與消費服務 。近年來，美國、歐洲 等 發(fā)達國家提出了智能電網發(fā)展理念， 賦予其 承載保障能源安全、 促進能源清潔高效利用和提振經濟發(fā)展 等重要使命。智能電網已經成為當今世界電網發(fā)展的新趨勢、新方向。 智能電網方面， 面對新形勢和新挑戰(zhàn)，國家電網公司在迅速提出 “ 建設堅強智能電網 ” 的重大發(fā)展戰(zhàn)略和 “ 三步走 ” 的具體建設部署 ，并積極推進有關工作 。國家電網公司智能電網的總體發(fā)展目標是： “建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的自主創(chuàng)新、國際領先的 2 堅強智能電網。 ”堅強智能電網將主要圍繞發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等六大環(huán)節(jié)及通信信息平臺進行建設，全面覆蓋傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的所有領域。 根據 “三步走 ”的部署，將分三個階段推進堅強智能電網建設，分別是：規(guī)劃試點階段（ 20092010年）、全面建設階段（ 20112015 年）和引領提升階段（ 20162020 年）。到 2020 年，堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的堅強智能電網 將基本建成 。 智能電網以其技術先進、信息化程度高，減少建設成本，符合節(jié)能減排，發(fā)展綠色經濟的理念。目前，發(fā)達國家都在制定電網智能化的改造方案。國家電網公司制定了詳細的電網智能化發(fā)展規(guī)劃和路線圖，南方電網公司也在積極推進電網智能化建設。智能電網是在發(fā)電、輸電、 配電、用電等環(huán)節(jié)應用大量的新技術，最終實現(xiàn)電用的優(yōu)化配置、以及節(jié)能減排。中國的智能電網定義為堅強智能電網，涵蓋發(fā)電、調度、輸變電、配電和用戶各個環(huán)節(jié)，是一個閉環(huán)系統(tǒng)。國家電網公司正在全面建設堅強的智能電網，即建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網，并實現(xiàn)電網的信息化、數(shù)字化、自動化、互動化，在供電安全、可靠和優(yōu)質的基礎上，進一步實現(xiàn)清潔、高效、互動的目標 。 作為國內綜合配套能力最強的電力裝備制造商和電力裝備系統(tǒng)集成商， 電氣 秉承高舉高打的創(chuàng)新戰(zhàn)略，積極響應國家電網公司戰(zhàn)略規(guī)劃，集中優(yōu)勢資源 ，加快智能電網 裝備制造 步伐。 3 業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 內發(fā)展現(xiàn)狀 目前，我國建設智能電網主要精力在于電網信息化、數(shù)字化、自動化上，并且強調特高電傳輸。 2010 年 6 月，國家電網發(fā)布智能電網技術標準體系規(guī)劃和智能電網關鍵設備（系統(tǒng)）研制規(guī)劃。規(guī)劃首次系統(tǒng)地提出了包括 8 個專業(yè)分支、 26 個技術領域、 92 個標準系列的智能電網技術標準體系以及 7 個技術領域、 28 個技術專題和 137 項關鍵設備的研制規(guī)劃，全面覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環(huán)節(jié)。 2010 年國網設備總投資 2500 億元，其中，由于智 能電網尚為試點，投資不到 10%，下一步將逐步擴大投資。 智能電網六大環(huán)節(jié) 主要企業(yè)如下 ： 發(fā)電環(huán)節(jié)的建設重點是可再生能源發(fā)電并網、運行控制和功率預測 、輕型直流輸電等 ， 榮信股份 、 思源電氣 是輕型直流輸電、風電并網動態(tài)無功補償設備 主要供應商 ；輸電環(huán)節(jié)的建設重點在特高壓和跨區(qū)輸電工程，生產特高壓變壓器 產品的 主要企業(yè)是特變電工、中國西電、天威保變、山東電力設備等，高壓 開關 產品的主要供應商是中國西電、平高電氣、東北電氣等，直流 換流閥 產品的主要供應商是 電氣 和中國西電，直流場成套設備的主要供應商是 電氣 和中國西電 等；變電環(huán)節(jié)的建設重點是具有智能預警監(jiān)控功能的智能變電站， 主要設備供應商是 電氣、 國電南瑞 、 國電南自 、 金智 4 科技 、長圓集團等；配電、用電、調度環(huán)節(jié)的建設重點是智能用電服務體系、智能用電管理設備，以及一體化智能調度體系，公司主要有 電氣、 科陸電子 、 國電南瑞等。 外發(fā)展現(xiàn)狀 在 2011 年上半年的國外智能電網發(fā)展最新情況報告中北美地區(qū)的智能電網建設工作主要集中在美國與加拿大。與上半年相比，美國的智能電網建設進展很快，內容涉及技術標準制定和戰(zhàn)略調整等 ;而加拿大的智能電網依然停留在智能電表的安裝部署階段，新動態(tài)較少，在此不再詳述。美國據近日美國能源部發(fā)布的四年技術評估報告中關于中長期能源技術研發(fā)戰(zhàn)略的陳述，美國提出未來研發(fā)資金將不再 分散投資 ，電動汽車和電網現(xiàn)代化改造將優(yōu)先得到資 助，目前大熱的清潔電力和生物能源則將退居次席。 在該報告中，美國還明確提出了以“未來 10 年的商用規(guī)模，或者未來 20 年內在削減美國石油消費和碳排放方面的影響”為標準判斷一種能源技術是否應得到政府資助。 政策支持美國聯(lián)邦能源管理委員會和能源部聯(lián)合發(fā)布需求響應國家行動計劃和需求響應與智能電網通信實施指導。這兩份文件不僅直接界定了美國智能電網建設的相關利益方的具體工作，更是對“如何創(chuàng)造關于需求響應和智能電網的概念、模型，以及如何游說用戶接受這些概 念的辦法”做出了詳細的闡述。 繼續(xù)推進智能電網 5 技術的研發(fā)和推廣， 美國政府繼續(xù)加強在“傳感技術、電網通信整合和安全技術、先進零部件和附屬系統(tǒng)、先進控制方法和先進系統(tǒng)布局技術、決策和運行支持”等技術的研發(fā)和推廣工作，擴大美國智能電網的影響力。需求側響應的進一步發(fā)展，按照需求響應與智能電網通信實施指導，繼續(xù)強化美國需求響應發(fā)展，注重智能電網的概念的細化和相關模型的建立，并專門成立國家行動計劃同盟 (主導和推進此項工作。電動汽車的全面布局，美國能源部聯(lián)合谷歌和國家可再生能源實驗室 (機構，已經開始收集和 提供電動汽車企業(yè)和用戶的相關資訊，為在全國各地建立充電站提供決策依據。能源部長朱棣文曾公開表示：“能源部正撥款 500 萬美元，為社區(qū)項目、工廠、電動汽車基礎設施和充電站提供支持”。 展趨勢 發(fā)展趨勢之一：美國智能電網走向微型化 。缺電和儲能技術的制約一直是美國清潔能源并網的重要弊端，微電網的連接作用將能很好的解決這一問題。同時，微網的存在能使得用戶側與供電商保持緊密的聯(lián)系，為電力的智能調節(jié)和節(jié)能提供重要保障。目前，微網的建設項目已經在美國高校和軍方等主體的支持下正式啟動，并取得了一些成就，具體代表 是華盛頓的霍華德大學和美軍基地亨特利格特堡。 發(fā)展趨勢之二：繼續(xù)推進配電側的優(yōu)化工作， 美國電科院 6 在智能電網成本與收益評估報告中曾明確提出“智能電網的投資成本將主要用于建設接入分布式電源和全面普及客戶端接入的基礎設施”。 國國際數(shù)據公司 )的最新調查數(shù)據也進一步支持該論斷。調查顯示，美國公用企業(yè)的高層領導普遍認為配電管理廠商將是最受信任的供應商和最重要的合作商，并預測近期最有可能被采用的技術應用是一體化電壓和無功優(yōu)化控制(故障定位 /隔離和恢復 (。 發(fā)展趨勢之三：電網安全問 題逐漸受到重視 ，一份名為電網的未來報告勾勒了今后 20 年美國電網可能面臨的挑戰(zhàn)和機遇 電網的網絡安全尤其值得關注。該報告強調，應成立專門機構并不能絕對保證美國電網的安全性 ;應開發(fā)更先進的分時收費技術，以進一步提高電網的效率 ;電力工業(yè)界應加大研發(fā)的資金支持力度，以提高對網絡攻擊的應對能力。 發(fā)展趨勢之四：重點發(fā)展電動汽車 ，自 2009 年以來，美國能源部已將多達 50 億美元的撥款與貸款用于刺激美國電動汽車及高級電池制造業(yè)的快速成長。能源部四年技術評估報告中對電動汽車的重視會進一步凸顯“電動汽車”在美國 能源策略中的重要位置。奧巴馬總統(tǒng)提及“到 2015 年，美國將有 100 萬輛電動汽車投入使用”或將會提前實現(xiàn)。 目的提出 目前，各主要發(fā)達國家均從戰(zhàn)略角度出發(fā)大力扶持光伏產業(yè) 7 發(fā)展，如德國、西班牙等制定了上網電價法支持太陽能光伏發(fā)電，美國、日本等則持續(xù)通過 “太陽能屋頂 ”計劃等推動應用市場。國際各方資本也普遍看好光伏產業(yè)：一方面，光伏行業(yè)內眾多大型企業(yè)紛紛宣布新的投資計劃，不斷擴大生產規(guī)模 ;另一方面，其他領域如半導體企業(yè)、顯示企業(yè)攜多種市場資本正在或即將進軍光伏行業(yè)。 從我國未來社會經濟發(fā)展戰(zhàn)略路徑看， 發(fā)展太陽能光伏產業(yè)是我國保障能源供應、建設低碳社會、推動經濟結構調整、培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要方向。 “十二五 ”期間，我國光伏產業(yè)將繼續(xù)處于快速發(fā)展階段，同時也面臨著大好機遇和嚴峻挑戰(zhàn)。 低能耗、低污染為基礎的 “低碳經濟 ”已然成為全球熱點，節(jié)能減排和新能源開發(fā)是實現(xiàn)低碳經濟的兩大重要途徑。光伏產業(yè)作為新能源產業(yè)的重要組成部分，受到越來越多的關注，世界各國都把開發(fā)利用太陽能光伏發(fā)電技術作為能源戰(zhàn)略的重點，提出明確的產業(yè)發(fā)展目標，制定鼓勵產業(yè)發(fā)展的法律和政策。我國光伏產業(yè)發(fā)展具有良好基礎，及時制定相關政策，促進產 業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展，已經成為當前面臨的重要任務。 隨著智能電網建設的不斷深入，市場容量不斷擴大， 電氣 目前的產能及研發(fā)無論是在標準上、場地上、還是在規(guī)模上都已經遠遠不能滿足市場需求。因此，為了滿足未來智能電網裝備制造的行業(yè)市場占有率和整體發(fā)展，建設具有 國際 一流 水平的符合國際標準的 分布式能源及新能源控制系統(tǒng)產業(yè)化項目勢在必行。為 8 此， 電氣 特向上級部門申請“ 智能微電網及新能源控制系統(tǒng)產業(yè)化項目 ”。 目前期工作情況 關于本項目建設的外部條件已經滿足。 目前， 國家 電網 公司正在 北京 建設 智能電網研究 院 ，重點 在開展 智能電網 技術基礎研究， 集團 本部也成立了智能電網技術研究中心，重點開展智能電網技術產業(yè)化方面的研究，以 國網 智能電網研究院為技術研發(fā)龍頭， 智能電網研究中心為產業(yè)化提供技術支持，在技術方面已初步具有配套保障能力。 本項目建設的 兩 類產品均來自于已經完成和即將完成的國家電網科技項目。 項目前期工作已經在有條不紊的進行，建設方案、投標方案、設備采購方案等必要的工作都在準備中。 目建設的必要性和意義 目開展的目的和意義 為了追求較高的能源利用效率和規(guī)模效益，傳統(tǒng)的能源供應系統(tǒng)都采用集中供 能方式，以提高能源利用效率，實現(xiàn)規(guī)模效益。隨著分布式能源技術的發(fā)展，分布式能源具有的能源綜合利用效率高、污染少、能耗低等優(yōu)點逐步顯現(xiàn)，逐漸成為能源開發(fā)利用的一個重要方式。 但是分布式能源主要不是解決全局性和大范圍的能源供需 9 平衡和資源優(yōu)化配置問題，重點是滿足特殊場合的需求，解決特定行業(yè)和特定區(qū)域用戶的資源綜合利用和能量梯級利用問題。 分布式能源在能源體系中的作用包括：一是實現(xiàn)能源資源的優(yōu)化利用，提高能源利用效率。通過熱電聯(lián)產或冷熱電三聯(lián)產的方式，可以提高能源的利用效率。二是促進可再生能源的開發(fā)利用，減少污染物 排放。發(fā)展分布式可再生能源，拓展了分散性可再生能源的利用方式，推動了可再生能源的開發(fā)。三是解決偏遠或人口稀少地區(qū)的能源供應問題。對于偏遠或人口稀少的地區(qū)，與采用傳統(tǒng)供能方式相比，采取分布式能源系統(tǒng)在技術和經濟上都是更好選擇。 不論是從基礎理論和歐美國家的發(fā)展現(xiàn)實來看，分布式能源都不會取代傳統(tǒng)的集中供能方式，只能是集中供能方式的重要補充。分布式能源與集中式能源系統(tǒng)有各自特點和定位，不存在先進與落后之說，不存在誰代替誰之說，未來二者需要更加協(xié)調有序地發(fā)展，共同構成結構合理、運行高效、充滿活力的現(xiàn)代能源供應體系。 我國分布式能源的發(fā)展要有準確合理的定位 。 經濟快速發(fā)展導致人類對電力需求的日益增長，生態(tài)環(huán)境和氣候變化成為當今世界最嚴峻的挑戰(zhàn)。目前我國正處于能源高度消耗的工業(yè)化中期，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程不斷加深以及人口的不斷增長，對電力需求的日益增長，基于環(huán)境保護、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的需求，我們更應該考慮開發(fā)可再生能源以及如何更節(jié)約、更高效的使用能源。 10 因此，在用電側就近利用太陽能、風能、生物質能等可再生能源的分布式電源，既能有效補充大電網遠距離傳輸又能節(jié)約利用資源，但由于風、光等分布式電源的間歇性、波動性，以及不能離網 運行，大量分布式能源的接入對電網沖擊大，分布式能源利用率不高。為使分布式能源能夠離網運行，提高分布式能源利用率，緩解分布式能源對電網的沖擊，出現(xiàn)了一種新的電網結構和技術 微電網。 微電網是集發(fā)電和用電為一體的微型配用電網，其所面對的客戶非常廣泛，可以是供電部門，可以是大中型用電的企事業(yè)單位，也可以是發(fā)電部門，甚至是對環(huán)保要求很高的小型用戶或偏遠地區(qū)電力用戶。并且微電網項目市場需求量非常巨大，尤其隨著國家、企業(yè)對可再生能源發(fā)電的重視，分布式電源越來越多地被要求就近接入用電網，實現(xiàn)統(tǒng)一管理分布式電源和重要負荷的微電網的需求也日益明確和迫切。 目開展的必要性 （ 1） 緩解環(huán)境壓力的需要 快速的經濟增長與掠奪式的資源開發(fā)，使得我國的生態(tài)環(huán)境付出了沉重的代價，目前我國已成為世界上污染最嚴重的國家之一。自 20 世紀 90 年代中期以來，我國經濟增長有 2/3 是在環(huán)境污染和生態(tài)破壞的基礎上實現(xiàn)的，大氣污染造成的損失已經占到了 3。據統(tǒng)計，全國 放量的 90， 11 放量的 60都來自于燃煤，其中電力行業(yè)的 放量占總排放量的 40左右。全國流經城市的河流中， 90的河段受到比較嚴重的污染， 75的湖泊出 現(xiàn)了負營養(yǎng)化問題，酸雨的影響面積占到國土面積的 1/3，是目前世界三大酸雨區(qū)之一。受環(huán)境容量的限制，傳統(tǒng)的高速度、高消耗、高污染、低效率的經濟增長模式已經無以為繼。 分布式能源系統(tǒng)由于實現(xiàn)了優(yōu)質能源梯級合理利用，能效可達 80以上，超過燃煤火電機組 1 倍， 固體廢棄物排放幾乎為零，溫室氣體（ 少 50上， 少 80，成為中國能源技術發(fā)展的方向。同時國際及我國更嚴格的污染排放標準及環(huán)保條例的執(zhí)行也促進了分布式能源系統(tǒng)的推廣。 （ 2） 提高能效的需要 由于種種原因，我國的能源利用率僅有 33 ，比發(fā)達國家低近 10，主要產品單位能耗比世界平均水平高 30。國家能源研究中心的數(shù)據表明，每創(chuàng)造 100 萬美元 國能耗是美國的 ，歐盟的 5 倍，日本的 9 倍。在總能源消耗中，生產用能，特別是工業(yè)能源消費始終是能源消耗的主要部分，約占總能耗的 70。如集中供電系統(tǒng)，發(fā)電廠最終只能將燃料能源燃燒產生的 1/3 熱能轉化成電能，而近 50的熱能流失，傳輸環(huán)節(jié)損耗近 10的熱能。而分布式能源系統(tǒng)直接安裝在用戶端，通過在現(xiàn)場對能源實現(xiàn)梯級利用，減少中間輸送環(huán)節(jié)損耗，實現(xiàn)資源利用最大化，對提高能源利用效率具有非常 重要的意義。 12 （ 3） 電力發(fā)展的需要 隨著我國經濟的迅速發(fā)展，對電力的需求也在快速增長，但由于電源和電網建設相對滯后，全國范圍內電力短缺現(xiàn)象十分嚴重，使得近幾年來在全國各地拉閘限電的情況有增無減，嚴重影響了經濟的發(fā)展。在 2020 年中國國內生產總值比 2000 年翻兩番，全面實現(xiàn)小康社會的大目標下，三產和建筑能耗將快速增加，空調制冷和采暖用電負荷也將大幅增長，這使終端能耗結構發(fā)生重大變化。如果僅依靠幾條主要線路傳輸電力，集中供電系統(tǒng)的供電線路擁堵問題將日益凸顯。分布式能源站由于實現(xiàn)了熱電冷三聯(lián)供，加之蓄冷空調等技術 的應用，將有利于改善電力供應的緊張局面。 術與 服務 方案 電網 控制系統(tǒng) 分布式能源控制系統(tǒng)是采用先進的微型電網的模型和仿真技術、分布式電源并網技術、分布式電源集中控制技術、微型電網保護技術、儲能控制技術、分布式能源智能通信技術、分布式能源實時網絡技術等技術和各類分布式能源控制和保護裝置，實現(xiàn)分布式能源的 能、微網集中控制功能、分布式能源保護功能、分布式能源經濟運行功能、分布式能源仿真功能和與配電網自動化系統(tǒng)的交互功能等。 電氣 的分布式能源控制系統(tǒng)產品采用先進的分布式能源三 13 層控制體系，即分別從分布式電源就地控制層、分布式能源集中控制層、配電網調度層三個層面進行分布式能源全面的控制。配電網調度層、分布式能源集中控制層、分布式電源和負荷就地控制層可靈活配置，不同的分布式能源項目中可以根據分布式能源的規(guī)模和結構，選取一層 (就地控制器層或分布式能源集中控制層 )、或兩層 (就地控制層和分布式能源集中控制層 )，或完整地使用三層體系實現(xiàn)從分布式能源，乃至整個配電網的經濟、可靠、穩(wěn)定運行。 三層控制結構如下圖所示。 公 共 連 接 點微 網 通 訊 線 路電 力 傳 輸 線 路本 地 保 護本 地 控 制 器配 網 調 度 層集 中 控 制 層就 地 控 制 層配 網 調 度 系 統(tǒng)配 電 網控 制 中 心光 伏發(fā) 電負 荷 儲 能風 力發(fā) 電微 燃 氣輪 機小 型 內燃 機小 型 水力 發(fā) 電燃 料電 池圖 2布式 能源三層控制方案結構 （ 1）就地控制層。由并離網控制器、就地集中控制器、分布式能源負荷控制器、分布式電源控制器、儲能控制器組成，其中分布式電源控制器和儲能控制器可以集成到逆變器中，也可以 14 獨立存在并可與逆變器通訊實現(xiàn)對逆變器輸出的調節(jié)。 （ 2）集中控制層。利用綜合分析、快速控制各分布式電源和負荷實現(xiàn)分布式能源安全穩(wěn)定運行。集中控制層主要完成分布式能源并離網的功率平衡控制、能量優(yōu)化與經濟運行調度等能量管理功能。 （ 3）調度控制層。分布式能源集中控制器具有與配電調度中心交互信息的功能，能將分布式能源公共連接點處的 并離網狀態(tài)、交換功率上送調度中心，并可接受調度中心對分布式能源的并離網狀態(tài)的控制和交換功率的設置。當分布式能源集中控制層收到調度中心的設置命令時，利用功率平衡控制功能實現(xiàn)分布式能源分布電源出力和負荷用電狀態(tài)的控制，實現(xiàn)配網調度對分布式能源的調度。 電氣 的分布式能源控制系統(tǒng)產品的關鍵技術包括： （ 1）分布式能源系統(tǒng)分布式電源及負荷建模技術； （ 2）分布式能源系統(tǒng)綜合控制策略； （ 3）分布式電源接入設備并網控制策略； （ 4）分布式電源接入設備功率調節(jié)技術； （ 5）電源轉換系統(tǒng)及設備控制策略； （ 6）智能通信 設備關鍵技術； （ 7）分布式能源繼電保護技術； （ 8）分布式能源控制系統(tǒng)實時網絡處理技術； （ 9）可視化邏輯編程技術。 15 分布式電源自適應協(xié)調控制技術是分布式電源根據系統(tǒng)狀態(tài)自適應選擇最大功率跟蹤控制、被調度有功無功出力控制或恒頻恒壓控制。分布式電源 F 運行模式自動切換技術在并離網狀態(tài)發(fā)生改變時分布式電源進行 F 運行模式的自動切換。分布式電源逆變器擔當無功補償設備技術是逆變器在分布式電源無有功出力時，通過吸收少量有功而補償系統(tǒng)無功，擔當分布式能源內部無功補償設備。分布式電源主動電能質量控制技術在逆 變器中嵌入電能質量控制環(huán)節(jié)，融入濾波和無功補償