智能微电网及新能源控制系统产业化项目可行性研究报告(上报版)(编辑修改稿)

智能微电网及新能源控制系统产业化项目可行性研究报告(上报版)(编辑修改稿)内容摘要：

“ 三步走 ” 的具体建设部署 ，并积极推进有关工作。 国家电网公司智能电网的总体发展目标是： “建设以特高压电网为骨干网架、 各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的自主创新、国际领先的许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 2 坚强智能电网。 ”坚强智能电网将主要围绕发电、输电、变电、配电、用电、调度等六大环节及通信信息平台进行建设，全面覆盖传统电力系统的所有领域。 根据 “三步走 ”的部署，将分三个阶段推进坚强智能电网建设，分别是：规划试点阶段（ 2020~2020年）、全面建设阶段（ 2020~2020 年）和引领提升阶段（ 2020~2020 年）。 到 2020 年，坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网 将基本建成。 智能电网以其技术先进、信息化程度高， 减少建设成本，符合节能减排，发展绿色经济的理念。 目前，发达国家都在制定电网智能化的改造方案。 国家电网公司制定了详细的电网智能化发展规划和路线图，南方电网公司也在积极推进电网智能化建设。 智能电网是在发电、输电、配电、用电等环节应用大量的新技术，最终实现电用的优化配置、以及节能减排。 中国的智能电网定义为坚强智能电网，涵盖发电、调度、输变电、配电和用户各个环节，是一个闭环系统。 国家电网公司正在全面建设坚强的智能电网，即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动 化，在供电安全、可靠和优质的基础上，进一步实现清洁、高效、互动的目标。 作为国内综合配套能力最强的电力装备制造商和电力装备系统集成商， 许继电气 秉承高举高打的创新战略，积极响应国家电网公司战略规划，集中优势资源，加快智能电网 装备制造 步伐。 许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 3 行业发展现状 国内发展现状 目前，我国建设智能电网主要精力在于电网信息化、数字化、自动化上，并且强调特高电传输。 2020 年 6 月，国家电网发布《智能电网技术标准体系规划》和《智能电网关键设备（系统）研制规划》。 规划首次系统地提出了包括 8 个专业分支、 26 个技术领域、 92 个标准系列的智能电网技术标准体系以及 7 个技术领域、 28 个技术专题和 137 项关键设备的研制规划，全面覆盖发电、输电、变电、配电、用电、调度六大环节。 2020 年国网设备总投资 2500 亿元，其中，由于智能电网尚为试点，投资不到 10%，下一步将逐步扩大投资。 智能电网六大环节 主要企业如下 ： 发电环节的建设重点是可再生能源发电并网、运行控制和功率预测 、轻型直流输电等 ， 荣信股 份 、 思源电气 是轻型直流输电、风电并网动态无功补偿设备SVC/SVG 的主要供应商 ；输电环节的建设重点在特高压和跨区输电工程，生产特高压变压器 产品的 主要企业是特变电工、中国西电、天威保变、山东电力设备等，高压 开关 产品的主要供应商是中国西电、平高电气、东北电气等，直流 换流阀 产品的主要供应商是 许继电气 和中国西电，直流场成套设备的主要供应商是 许继电气 和中国西电 等；变电环节的建设重 点是具有智能预警监控功能的智能变电站， 主要设备供应商是许继电气、 国电南瑞 、 国许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 4 电南自 、 金智科技 、长圆 集团等；配电、用电、调度环节的建设重点是智能用电服务体系、智能用电管理设备，以及一体化智能调度体系，公司主要有 许继电气、 科陆电子 、 国电南瑞等。 国外发展现状 在 2020 年上半年的《国外智能电网发展最新情况报告》中北美地区的智能电网建设工作主要集中在美国与加拿大。 与上半年相比，美国的智能电网建设进展很快，内容涉及技术标准制定和战略调整等。 而加拿大的智能电网依然停 留在智能电表的安装部署阶段，新动态较少，在此不再详述。 美国据近日美国能源部发布的《四年技术评估报告》中关于中长期能源技术研发战略的陈述，美国提出未来研发资金将不再 分散投资 ，电动汽车和电网现代化改造将优先得到资助，目前大热的清洁电力和生物能源则将退居次席。 在该报告中，美国还明确提出了以“未来 10 年的商用规模，或者未来 20 年内在削减美国石油消费和碳排放方面的影响”为标准判断一种能源技术是否应得到政府资助。 政策支持美国联邦能源管理委员会和能源部联合发布《需求响应国家行动计划》和《需求响应与智能电网通信实施指导 》。 这两份文件不仅直接界定了美国智能电网建设的相关利益方的具体工作，更是对“如何创造关于需求响应和智能电网的概念、模型，以及如何游说用户接受这些概 念的办法”做出了详细的阐述。 继续推进智能电网许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 5 技术的研发和推广，美国政府继续加强在“传感技术、电网通信整合和安全技术、先进零部件和附属系统、先进控制方法和先进系统布局技术、决策和运行支持”等技术的研发和推广工作，扩大美国智能电网的影响力。 需求侧响应的进一步发展，按照《需求响应与智能电网通信实施指导》，继续强化美国需求响应发展，注重智能电网的概念的细化和相关模型的建立 ，并专门成立国家行动计划同盟 (NAPC)来主导和推进此项工作。 电动汽车的全面布局，美国能源部联合谷歌和国家可再生能源实验室 (National Renewable Energy Labs)等机构，已经开始收集和提供电动汽车企业和用户的相关资讯，为在全国各地建立充电站提供决策依据。 能源部长朱棣文曾公开表示：“能源部正拨款 500 万美元，为社区项目、工厂、电动汽车基础设施和充电站提供支持”。 发展趋势 发展趋势之一：美国智能电网走向微型化。 缺电和储能技术的制约一直是美国清洁能源并网的重要弊端，微电网的连 接作用将能很好的解决这一问题。 同时，微网的存在能使得用户侧与供电商保持紧密的联系，为电力的智能调节和节能提供重要保障。 目前，微网的建设项目已经在美国高校和军方等主体的支持下正式启动，并取得了一些成就，具体代表是华盛顿的霍华德大学和美军基地亨特利格特堡。 发展趋势之二：继续推进配电侧的优化工作， 美国电科院许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 6 在《智能电网成本与收益评估报告》中曾明确提出“智能电网的投资成本将主要用于建设接入分布式电源和全面普及客户端接入的基础设施”。 IDC(美国国际数据公司 )的最新调查数据也进一步支持该论断。 调查显示，美国公用企 业的高层领导普遍认为配电管理厂商将是最受信任的供应商和最重要的合作商，并预测近期最有可能被采用的技术应用是一体化电压和无功优化控制(IVVC)、故障定位 /隔离和恢复 (FLISR)等。 发展趋势之三：电网安全问题逐渐受到重视 ，一份名为《电网的未来》报告勾勒了今后 20 年美国电网可能面临的挑战和机遇 —— 电网的网络安全尤其值得关注。 该报告强调，应成立专门机构并不能绝对保证美国电网的安全性。 应开发更先进的分时收费技术，以进一步提高电网的效率。 电力工业界应加大研发的资金支持力度，以提高对网络攻击的应对能力。 发展趋 势之四：重点发展电动汽车 ，自 2020 年以来，美国能源部已将多达 50 亿美元的拨款与贷款用于刺激美国电动汽车及高级电池制造业的快速成长。 能源部《四年技术评估报告》中对电动汽车的重视会进一步凸显“电动汽车”在美国能源策略中的重要位置。 奥巴马总统提及“到 2020 年，美国将有 100 万辆电动汽车投入使用”或将会提前实现。 项目的提出 目前，各主要发达国家均从战略角度出发大力扶持光伏产业许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 7 发展，如德国、西班牙等制定了上网电价法支持太阳能光伏发电，美国、日本等则持续通过 “太阳能屋顶 ”计划等推动应用市场。 国际各方 资本也普遍看好光伏产业：一方面，光伏行业内众多大型企业纷纷宣布新的投资计划，不断扩大生产规模。 另一方面，其他领域如半导体企业、显示企业携多种市场资本正在或即将进军光伏行业。 从我国未来社会经济发展战略路径看，发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。 “十二五 ”期间，我国光伏产业将继续处于快速发展阶段，同时也面临着大好机遇和严峻挑战。 低能耗、低污染为基础的 “低碳经济 ”已然成为全球热点，节能减排和新能源开发是实现低碳经济的两大重要途径。 光伏产业作为新能 源产业的重要组成部分，受到越来越多的关注，世界各国都把开发利用太阳能光伏发电技术作为能源战略的重点，提出明确的产业发展目标，制定鼓励产业发展的法律和政策。 我国光伏产业发展具有良好基础，及时制定相关政策，促进产业健康、可持续发展，已经成为当前面临的重要任务。 随着智能电网建设的不断深入，市场容量不断扩大， 许继电气 目前的产能及研发无论是在标准上、场地上、还是在规模上都已经远远不能满足市场需求。 因此，为了满足未来智能电网装备制造的行业市场占有率和整体发展，建设具有 国际 一流 水平的符合国际标准的 分布式能源及新能源控制 系统产业化项目势在必许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 8 行。 为此， 许继电气 特向上级部门申请“ 智能微电网及新能源控制系统产业化项目 ”。 项目前期工作情况 关于本项目建设的外部条件已经满足。 目前， 国家 电网 公司正在 北京 建设 智能电网研究 院 ，重点在开展 智能电网 技术基础研究， 许继 集团 本部也成立了智能电网技术研究中心，重点开展智能电网技术产业化方面的研究，以 国网 智能电网研究院为技术研发龙头， 许继 智能电网研究中心为产业化提供技术支持，在技术方面已初步具有配套保障能力。 本项目建设的 两 类产品均来自于已经完成和即将完成的国家电网科技项目。 项目前期工作已经 在有条不紊的进行，建设方案、投标方案、设备采购方案等必要的工作都在准备中。 项目建设的必要性和意义 项目开展的目的和意义 为了追求较高的能源利用效率和规模效益，传统的能源供应系统都采用集中供能方式，以提高能源利用效率，实现规模效益。 随着分布式能源技术的发展，分布式能源具有的能源综合利用效率高、污染少、能耗低等优点逐步显现，逐渐成为能源开发利用的一个重要方式。 但是分布式能源主要不是解决全局性和大范围的能源供需许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 9 平衡和资源优化配置问题，重点是满足特殊场合的需求，解决特定行业和特定区域用户的资源 综合利用和能量梯级利用问题。 分布式能源在能源体系中的作用包括：一是实现能源资源的优化利用，提高能源利用效率。 通过热电联产或冷热电三联产的方式，可以提高能源的利用效率。 二是促进可再生能源的开发利用，减少污染物排放。 发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，推动了可再生能源的开发。 三是解决偏远或人口稀少地区的能源供应问题。 对于偏远或人口稀少的地区，与采用传统供能方式相比，采取分布式能源系统在技术和经济上都是更好选择。 不论是从基础理论和欧美国家的发展现实来看，分布式能源都不会取代传统的集中供能方 式，只能是集中供能方式的重要补充。 分布式能源与集中式能源系统有各自特点和定位，不存在先进与落后之说，不存在谁代替谁之说，未来二者需要更加协调有序地发展，共同构成结构合理、运行高效、充满活力的现代能源供应体系。 我国分布式能源的发展要有准确合理的定位。 经济快速发展导致人类对电力需求的日益增长，生态环境和气候变化成为当今世界最严峻的挑战。 目前我国正处于能源高度消耗的工业化中期，工业化和城镇化进程不断加深以及人口的不断增长，对电力需求的日益增长，基于环境保护、节能减排和可持续发展的需求，我们更应该考虑开发可再生能 源以及如何更节约、更高效的使用能源。 许继电气股份有限公司 智能微电网及 新 能源控制系统建设项目 可行性研究报告 10 因此，在用电侧就近利用太阳能、风能、生物质能等可再生能源的分布式电源，既能有效补充大电网远距离传输又能节约利用资源，但由于风、光等分布式电源的间歇性、波动性，以及不能离网运行，大量分布式能源的接入对电网冲击大，分布式能源利用率不高。 为使分布式能源能够离网运行，提高分布式能源利用率，缓解分布式能源对电网的冲击，出现了一种新的电网结构和技术 — 微电网。 微电网是集发电和用电为一体的微型配用电网，其所面对的客户非常广泛，可以是供电部门，可以是大中型用电的企事业单位，也可以是发电 部门，甚至是对环保要求。