電網(wǎng)友好型太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范項目可行性研究報告

1、 電網(wǎng)友好型太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)電網(wǎng)友好型太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目單位項目單位: :某某集團有限公司某某集團有限公司20092009 年年 8 8 月月 項目信息表項目名稱電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化所屬領(lǐng)域能源 資源 環(huán)境 農(nóng)業(yè) 材料 制造業(yè)交通運輸 信息產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè) 人口與健康城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展 公共安全與其他社會事業(yè)單位名稱某某集團有限公司組織機構(gòu)代碼所在地區(qū) 單位性質(zhì)科研院所 企業(yè) 高校其他通訊地址河南省許昌市某某大道1298 號郵政編碼 姓名 性 別男職 務(wù) 科技部長聯(lián)系電話 傳真 組織單位信息聯(lián)系人電子信箱 清華大學(xué)參與組織單位科技

2、廳項目主管處項目起始時間2009 年 8 月項目結(jié)束時間2010 年12 月實施年限1.5 年 申請專項計劃撥款3500萬元其他財政撥款萬元單位自有貨幣資金11000 萬元經(jīng)費預(yù)算14500 萬元其他資金萬元論證日期專家組長落實綱要的任務(wù)重點研究開發(fā)太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)與重大工程或重大裝備的結(jié)合情況 研發(fā)的太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)(太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)、新型并網(wǎng)逆變器及儲能系統(tǒng)),擬應(yīng)用于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園 325kWp 光伏并網(wǎng)示范項目。創(chuàng)新類型原始創(chuàng)新 集成創(chuàng)新 引進消化吸收再創(chuàng)新研究內(nèi)容（300字）某某集團有限公司為響應(yīng)國家電網(wǎng)公司構(gòu)建統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)及發(fā)展清潔能源的總體思路,為解決太

3、陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)問題,著手研發(fā)電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制關(guān)鍵技術(shù)(太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，新型并網(wǎng)逆變器，儲能系統(tǒng)等),這些關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用將使太陽能光伏電站從出力大幅波動的電網(wǎng)非友好型電源形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄?、無功均可調(diào)的電網(wǎng)友好型電源形式。太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，具有光伏電站發(fā)電出力預(yù)測、與遠方調(diào)度進行實時通訊、協(xié)調(diào)控制并網(wǎng)逆變器與儲能系統(tǒng)等功能。使用國際技術(shù)先進、成熟可靠的電力電子設(shè)計和控制技術(shù)研發(fā)新型并網(wǎng)逆變器，除具有普通并網(wǎng)逆變器的功能（如最大功率點跟蹤（MPPT） ，防孤島效應(yīng)）外，新型并網(wǎng)逆變器還將具有無功調(diào)節(jié)、低電壓運行等新的功能。儲能系統(tǒng)采用實用儲能元件

4、和模塊化設(shè)計的雙向 變流器，具有實現(xiàn)平緩光伏發(fā)電功率波動和解決峰谷差，實現(xiàn)“削峰填谷” ，抑制電壓波動和閃變，補償負荷電流諧波等功能?？己四繕?biāo)及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)（300字）研發(fā)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)、新型并網(wǎng)逆變器及儲能系統(tǒng)等電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制關(guān)鍵設(shè)備一套，主要技術(shù)指標(biāo)達到國內(nèi)先進水平。太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)可對不同廠家、不同類型的光伏發(fā)電設(shè)備進行集中監(jiān)控；對天氣參數(shù)、直流開關(guān)狀態(tài)、逆變器入口電氣參數(shù)、逆變器出口電氣參數(shù)、交流開關(guān)狀態(tài)、并網(wǎng)點電網(wǎng)參數(shù)、電度表、電能質(zhì)量在線儀表、儲能系統(tǒng)進行集中監(jiān)視；具有實時監(jiān)控及報警，報表，曲線，與遠方調(diào)度進行通訊，無人值守、短信報警功能。可適用于從

5、小型（如戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)）到大型（如上百 MW 的集中并網(wǎng)光伏發(fā)電站）的不同級別的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。新型并網(wǎng)逆變器性能指標(biāo)為：容量 100/500kW，最大效率96%，電流諧波總畸變率95%，具有過/欠壓保護、過/欠頻保護、防孤島效應(yīng)保護、恢復(fù)并網(wǎng)保護、過流保護、防反放電保護、極性反接保護、過載保護、無功調(diào)節(jié)、低電壓運行等功能。儲能系統(tǒng)性能指標(biāo)為：容量 300kVA，直流紋波系數(shù) 96%，系統(tǒng)注入電網(wǎng)諧波的電壓、電流含有量5%，總諧波畸變率5%，響應(yīng)時間1ms，可補償負荷 5、7、11、13 次諧波電流。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合情況（300字）某某集團有限公司負責(zé)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)、新型并網(wǎng)逆變器及儲

6、能系統(tǒng)等電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)研發(fā)，并擬與清華大學(xué)建設(shè)博士后工作站，將最新研發(fā)成果應(yīng)用到風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園 325kWp 光伏并網(wǎng)示范項目中，同時將某某集團有限公司建成產(chǎn)業(yè)示范與太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)創(chuàng)新基地，依托該基地為河南省光伏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)一批太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)專家及技術(shù)骨干。 項目、人才、基地統(tǒng)籌（300字）項目的實施將培養(yǎng)太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)研究及應(yīng)用的高級技術(shù)人員，使某某集團有限公司建設(shè)成為并網(wǎng)逆變器及儲能系統(tǒng)生產(chǎn)基地，帶動省內(nèi)光伏并網(wǎng)控制產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最終形成以某某集團有限公司為中心的光伏并網(wǎng)控制產(chǎn)業(yè)基地。某某集團有限公司將不斷加大與科研機構(gòu)的合作力度，通過持續(xù)不

7、斷的研究、發(fā)展與合作，力爭建設(shè)為產(chǎn)業(yè)示范與太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)創(chuàng)新基地。預(yù)期主要成果形式專利 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 新產(chǎn)品（或農(nóng)業(yè)新品種）新工藝（或新方法、新模式） 新裝置 新材料 計算機軟件論文論著 研究（咨詢）報告 人才培養(yǎng) 基地建設(shè) 其他預(yù)期知識產(chǎn)權(quán)分析（300字）太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制并網(wǎng)逆變器與儲能系統(tǒng)技術(shù)、新型并網(wǎng)逆變器的防孤島效應(yīng)保護及無功調(diào)節(jié)技術(shù)、儲能系統(tǒng)的雙向變流器設(shè)計技術(shù)等申請為專利。具有無功調(diào)節(jié)、低電壓運行功能的新型并網(wǎng)逆變器為新裝置。太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)為計算機軟件。預(yù)期取得的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析（300字）太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)、新型并網(wǎng)逆變器及儲能系統(tǒng)等電網(wǎng)友好型太陽

8、能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)成功，將使太陽能光伏電站從出力大幅波動的電網(wǎng)非友好型電源形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄Αo功均可調(diào)的電網(wǎng)友好型電源形式，并讓電網(wǎng)友好型太陽能光伏電站的建設(shè)成為現(xiàn)實。電網(wǎng)友好型太陽能光伏電站的控制技術(shù)將成為太陽能光伏電站并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要組成內(nèi)容。 預(yù)期成果的作用形成自主研發(fā)能力 規(guī)模生產(chǎn) 試點示范推廣應(yīng)用 突破關(guān)鍵技術(shù) 其他 申請單位（簽字/蓋章）年 月 日當(dāng)?shù)刎斦块T意見 （簽字/蓋章） 年 月 日當(dāng)?shù)乜萍疾块T意見（簽字/蓋章） 年 月 日當(dāng)?shù)啬茉床块T意見（簽字/蓋章）年 月 日省級財政部門意見（簽字/蓋章） 年 月 日省級科技部門意見（簽字/蓋章） 年 月 日省級能源部門意

9、見（簽字/蓋章）年 月 日 目目 錄錄第一章第一章 項目概述項目概述.71.公司基本情況公司基本情況.72.公司發(fā)展目標(biāo)公司發(fā)展目標(biāo).73.關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā).8第二章第二章 項目的背景、意義及必要性項目的背景、意義及必要性.91.項目建設(shè)背景項目建設(shè)背景.92、項目實施的意義、項目實施的意義.113、項目實施的必要性、項目實施的必要性.12第三章第三章 項目實施的工作基礎(chǔ)項目實施的工作基礎(chǔ).131、項目研發(fā)的前期情況及技術(shù)基礎(chǔ)、項目研發(fā)的前期情況及技術(shù)基礎(chǔ).132、項目引進技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)能力、項目引進技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)能力.13第四章第四章 項目總體

10、目標(biāo)項目總體目標(biāo).141、項目實施進度、項目實施進度.142、項目實施的產(chǎn)量、收入和效益情況、項目實施的產(chǎn)量、收入和效益情況.143、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo).15第五章第五章 項目主要內(nèi)容項目主要內(nèi)容.181太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng).182新型并網(wǎng)逆變器新型并網(wǎng)逆變器.19 3儲能系統(tǒng)儲能系統(tǒng).19第六章第六章 項目技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)路線項目技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)路線.191太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng).192新型并網(wǎng)逆變器新型并網(wǎng)逆變器.213儲能系統(tǒng)儲能系統(tǒng).22第七章第七章 項目總投資預(yù)算及資金籌措方案項目總投資預(yù)算及資金籌措方案.231、項目技術(shù)攻關(guān)總費用、

11、項目技術(shù)攻關(guān)總費用.232、資金籌措方案、資金籌措方案.24第八章第八章 效益分析效益分析.241、經(jīng)濟效益、經(jīng)濟效益.242、社會效益、社會效益.243、環(huán)境效益、環(huán)境效益.25第九章第九章 項目的管理和組織項目的管理和組織.25第十章第十章 項目風(fēng)險項目風(fēng)險.261技術(shù)風(fēng)險技術(shù)風(fēng)險.262市場風(fēng)險市場風(fēng)險.27 第一章第一章 項目概述項目概述1.1.公司基本情況公司基本情況某某集團是我國電力裝備行業(yè)的大型骨干和龍頭企業(yè)，產(chǎn)品覆蓋發(fā)電、輸電、配用電等電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，橫跨一次及二次裝備、交流及直流裝備領(lǐng)域，是國內(nèi)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。 在全球光伏產(chǎn)業(yè)

12、快速發(fā)展的背景下，某某集團憑借在電力裝備產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位及強大社會資源，通過商業(yè)模式創(chuàng)新布局光伏產(chǎn)業(yè)鏈，價值鏈環(huán)節(jié)包括光伏電站的設(shè)計、安裝、系統(tǒng)集成，光伏電站的投資、運營，逆變器、儲能裝置及監(jiān)控系統(tǒng)等重要設(shè)備的研發(fā)等環(huán)節(jié)，并利用某某集團在電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控保護及電力電子領(lǐng)域十幾年的技術(shù)沉淀和創(chuàng)新能力提出了電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)整體解決方案（太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，新型并網(wǎng)逆變器，儲能系統(tǒng)） 。包含太陽能光伏發(fā)電在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)已成為某某集團未來五年重點支持產(chǎn)業(yè)之一。2.2.公司發(fā)展目標(biāo)公司發(fā)展目標(biāo)公司將投入 2 億元用于攻克太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)問題,推動我省統(tǒng)一友好型智能電網(wǎng)的建

13、設(shè), 2008 年項目開始立項，2009 年主要技術(shù)難題的攻關(guān)，2010 年完成。項目完成后所取得的關(guān)鍵技術(shù)和成果將逐步產(chǎn)業(yè)化, 以推動我省光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,逐步將我公司建成為國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)基地。 3.3.關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)(1)并網(wǎng)逆變器直流/交流逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，不僅負責(zé)將光伏組件產(chǎn)生的直流電變換成交流電并入電網(wǎng)，還可以通過控制輸出電流（電壓）的波形、頻率和振幅起到改善電網(wǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性等作用，最終實現(xiàn)光伏并網(wǎng)電站節(jié)能、節(jié)材、高效、安全、環(huán)保等多種目標(biāo)。在光伏系統(tǒng)加速發(fā)展的同時，我國對于這一關(guān)鍵設(shè)備還沒有專用的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，缺少技術(shù)門檻，導(dǎo)致不同質(zhì)量的逆

14、變器并存于并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中，給相應(yīng)地區(qū)的電網(wǎng)留下了安全隱患。(2)儲能裝置由于太陽能屬于不穩(wěn)定能源，受天氣、并網(wǎng)變流器控制等因數(shù)影響很大，輸出電能波動較大。大規(guī)模儲能技術(shù)可以很好的解決光伏發(fā)電功率波動引發(fā)的相關(guān)問題。首先，大規(guī)模儲存電能可以解決光伏發(fā)電生產(chǎn)中的峰谷差的難題，在系統(tǒng)負荷小的時候儲存電能，而在系統(tǒng)負荷大的時候釋放電能，提高系統(tǒng)運營的經(jīng)濟性；其次，儲能裝置可以消除因光伏發(fā)電功率波動對電網(wǎng)造成的沖擊， “削峰填谷” ，進而穩(wěn)定地向用電負荷輸送電能；再次，儲能裝置可補償本地交流負荷所需的無功功率，抑制電壓波動和閃變，補償負荷電流諧波等，節(jié)能效果顯著。(3) 監(jiān)控系統(tǒng) 目前的光伏并網(wǎng)發(fā)電監(jiān)控

15、系統(tǒng)主要是逆變器廠家提供的監(jiān)控軟件，由幾個主流逆變器廠商開發(fā)。這些軟件主要考慮對逆變器監(jiān)控，參數(shù)顯示比較單一，不能對直流開關(guān)、交流并網(wǎng)開關(guān)、電度表、智能化電力儀表等進行監(jiān)視；不能對不同通訊協(xié)議的各廠家設(shè)備進行監(jiān)控；不具備數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、二次計算功能；不具備通過網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)視功能；不具備故障報警、趨勢曲線顯示、報表等功能；因此一定程度上還不能稱為監(jiān)控系統(tǒng)，只能稱之為特定設(shè)備的監(jiān)控軟件.為此公司組織成立研發(fā)小組,開發(fā)適用于光伏并網(wǎng)發(fā)電的監(jiān)控系統(tǒng).第二章第二章 項目的背景、意義及必要性項目的背景、意義及必要性1.1.項目建設(shè)背景項目建設(shè)背景 在全球光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，某某集團憑借在電力裝備產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)

16、先地位及強大社會資源，通過商業(yè)模式創(chuàng)新布局光伏產(chǎn)業(yè)鏈,作為 21 世紀(jì)最有潛力的能源，太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮?。?jù)2007 年中國太陽電池行業(yè)分析及投資咨詢報告反映，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成危害日益突出，同時全球還有 20 億人得不到正常的能源供應(yīng)。當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。國家發(fā)展和改革委員會 08 年 3 月 18 日發(fā)布的可再生能 源發(fā)展“十一五”規(guī)劃提出，到 2010 年，我國可再生能源在能源消費中的比重將達到 10%，全國可再生能源年利

17、用量達到3 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比 2005 年增長近 1 倍。 規(guī)劃指出，2005 年，我國可再生能源開發(fā)利用總量(不包括傳統(tǒng)方式利用的物質(zhì)能)為 1.66 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約為 2005 年全國一次能源消費總量的7.5%，相應(yīng)減少二氧化硫年排放量 300 萬噸，減少二氧化碳年排放量 4 億多噸。規(guī)劃認為，我國石油、天然氣資源短缺，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比重偏高，單純依靠化石能源難以實現(xiàn)經(jīng)濟、社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。發(fā)展可再生能源已成為緩解能源供需矛盾、減少環(huán)境污染的重要途徑。我國的水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽能資源豐富，已具備大規(guī)模開發(fā)利用的條件。因此，加快發(fā)展水電、生物質(zhì)能、風(fēng)電和太陽能，提高可再生能源在能

18、源結(jié)構(gòu)中的比重，是“十一五”時期我國可再生能源發(fā)展的首要任務(wù)。根據(jù)規(guī)劃 ，在“十一五”(2006 年-2010 年)期間，我國將繼續(xù)大力發(fā)展水電，加快發(fā)展生物質(zhì)能、風(fēng)電和太陽能，加強農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用，逐步提高可再生能源在能源供應(yīng)中的比重，為更大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源創(chuàng)造條件。 2010年，全國可再生能源中，水電總裝機容量達到 1.9 億千瓦，風(fēng)電總裝機容量達到 1000 萬千瓦，生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量達到550 萬千瓦，太陽能發(fā)電總?cè)萘窟_到 30 萬千瓦。為進一步加快河南省科技發(fā)展，實現(xiàn)中原崛起，河南省制 訂了河南省中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020 年） ， 綱要指出：全省科

19、技發(fā)展中要突出戰(zhàn)略重點，一是要加快電子信息、生物工程、新材料和先進制造技術(shù)等高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展,逐步形成鄭州洛陽和安陽漯河兩個高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶。在優(yōu)先發(fā)展的重點領(lǐng)域中指出：推進能源結(jié)構(gòu)多元化，增加能源供應(yīng)，太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源技術(shù)取得突破并實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用；可再生能源，重點研究開發(fā)高性價比太陽光伏電池及利用技術(shù)。某某集團有限公司地處河南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶，憑借集團在電力裝備產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位及強大社會資源,針對目前制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題, 利用某某集團在電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控保護及電力電子領(lǐng)域十幾年的技術(shù)沉淀和創(chuàng)新能力提出了電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)整體解決方案（太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控

20、系統(tǒng)，新型并網(wǎng)逆變器，儲能系統(tǒng)） 2 2、項目實施的意義、項目實施的意義 由于國內(nèi)太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遠不及發(fā)達國家普及，對能源綜合利用還與國際上一些發(fā)展中國家和發(fā)達國家有一定差距，尤其在國家提倡強化“節(jié)能減排”措施日益高漲時期，充分利用太陽能造福人類，提升我國在太陽能綜合開發(fā)、利用方面的國際地位，研究光伏并網(wǎng)技術(shù)意義十分巨大。隨著我們對光伏并網(wǎng)技術(shù)的掌握和了解,將大大提升我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度,還可以帶動相關(guān)的上、下游行業(yè)的迅猛發(fā)展并促進地方相關(guān)產(chǎn) 業(yè)興起和發(fā)展，同時項目實施對調(diào)整地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也具有重要意義。3 3、項目實施的必要性、項目實施的必要性某某集團有限公司地處河南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶，憑借集

21、團在電力裝備產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位及強大社會資源,針對目前制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題, 利用我們在電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控保護及電力電子領(lǐng)域十幾年的技術(shù)沉淀和創(chuàng)新能力提出了電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)整體解決方案（太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，新型并網(wǎng)逆變器，儲能系統(tǒng)）,通過對這一關(guān)鍵技術(shù)的掌握和了解,增強企業(yè)競爭能力，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。項目的實施將進一步推動我省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。帶動河南省光伏產(chǎn)業(yè)鏈的形成。項目實施并形成產(chǎn)業(yè)化后，為我省區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和中原崛起創(chuàng)造良好的條件，大大提升我省的光伏研發(fā)及制造業(yè)水平，提高河南省的科技聲望，樹立具有全國甚至國際影響力的光伏產(chǎn)業(yè)品牌。第三章第三章

22、項目實施的工作基礎(chǔ)項目實施的工作基礎(chǔ)1 1、項目研發(fā)的前期情況及技術(shù)基礎(chǔ)、項目研發(fā)的前期情況及技術(shù)基礎(chǔ)某某集團電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)是借鑒日本、德國、美國等國外先進技術(shù)，依托國內(nèi)太陽能研發(fā)相關(guān)成果，依靠公司在電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控保護及電力,電子領(lǐng)域十幾年的 技術(shù)沉淀和創(chuàng)新能力,走自主研發(fā)模式而創(chuàng)造的,產(chǎn)品性能穩(wěn)定、各項技術(shù)指標(biāo)都達到國內(nèi)外先進水平。2 2、項目引進技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)能力、項目引進技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)能力（1） 為實現(xiàn)項目技術(shù)研發(fā)與設(shè)備制造的一致性，公司在設(shè)計、設(shè)備制作階段就派駐大量高級工程技術(shù)人員到工廠，參與設(shè)備的制作，一方面可以全面的了解生產(chǎn)

23、設(shè)備的制造情況，另外，通過對生產(chǎn)設(shè)備采用工藝的了解，針對實際設(shè)備制造情況不斷提出完善方案，以便后期項目的成功實施。（2） 公司主要工程技術(shù)人員有豐富的光伏行業(yè)工作經(jīng)驗，在迅速消化和吸收現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，可立即進行技術(shù)攻關(guān)，能夠保證項目實施的成功。（3） 公司現(xiàn)有員工中絕大多數(shù)為博士、碩士等高級工程技術(shù)人員，這些員工具備創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)的能力，公司的工藝技術(shù)管理人員有創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)方面的工作經(jīng)驗，能夠組織公司的工程技術(shù)人員對現(xiàn)有的工藝技術(shù)進行創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)。第四章第四章 項目總體目標(biāo)項目總體目標(biāo)1 1、項目實施進度、項目實施進度某某集團有限公司位于河南許昌高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)某某大道，電網(wǎng)友好型太陽

24、能光伏發(fā)電控制技術(shù)研發(fā)項目計劃投資19050 萬,分二期進行,5 年內(nèi)完成,一期項目投資約 2550 萬,一期項目主要進行電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制關(guān)鍵技術(shù) （太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，新型并網(wǎng)逆變器，儲能系統(tǒng)）的研制及 325kW 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園太陽能光伏發(fā)電示范項目的建設(shè),自2009 年 8 月至 2010 年 2 月。二期項目投資約 16500 萬,主要任務(wù)是完成對 500kW 及 1500kW 大容量并網(wǎng)逆變器的研制及 5MW 集中并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電示范項目的建設(shè),自 2010 年 5 月至 2011年 12 月。 2 2、項目實施的產(chǎn)量、收入和效益情況、項目實施的產(chǎn)量、收入和效益情況

25、項目實施技術(shù)攻關(guān)后，某某集團有限公司電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)整體解決方案將為我國光伏行業(yè)的發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍,年銷售收入將達到人民幣 10 億元，實現(xiàn)利稅 2 億元。項目的實施將進一步推動我省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展，帶動河南省光伏產(chǎn)業(yè)鏈的形成。項目實施并形成產(chǎn)業(yè)化后，為我省區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和中原崛起創(chuàng)造良好的條件，大大提升我省的光伏研發(fā)及制造水平，提高河南省的科技聲望，樹立具有全國甚至國際影響力的光伏產(chǎn)業(yè)品牌。3 3、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)電流量、電壓量測量誤差0.2%，有功功率、無功功率測量誤差0.5%。電網(wǎng)頻率測量誤差0.01Hz。

26、遙測量越死區(qū)傳送整定最小值0.1%(額定值),并逐點可調(diào)。事件順序記錄分辨率（SOE）：站控層2ms，間隔層測控單元1ms。模擬量越死區(qū)傳送時間（至站控層顯示器）2s。開關(guān)量變位傳送時間（至站控層顯示器）1s。遙測信息響應(yīng)時間（從 I/O 輸入端至遠動通信裝置出口）3s。遙信變化響應(yīng)時間（從 I/O 輸入端至遠動通信裝置出口）2s。控制命令從生成到輸出的時間1s。雙機系統(tǒng)可用率99.9?？刂撇僮髡_率 100。站控層平均無故障間隔時間（MTBF）20000h。間隔級測控單元平均無故障間隔時間30000h。各工作站的 CPU 平均負荷率：正常時（任意 30min 內(nèi)）30。電力系統(tǒng)故障（10s

27、內(nèi)）50。網(wǎng)絡(luò)負荷率：正常時（任意 30min 內(nèi)）20。電力系統(tǒng)故障（10s 內(nèi)）40。 模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率14 位。全系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)掃描周期： 2s畫面整幅調(diào)用響應(yīng)時間： 實時畫面 1s 其他畫面 2s畫面實時數(shù)據(jù)刷新周期：3s雙機自動切換至功能恢復(fù)時間： 30s實時數(shù)據(jù)庫容量模擬量：2000 點開關(guān)量：5000 點遙控：500 點計算量：2000 點歷史數(shù)據(jù)庫存儲容量歷史曲線采樣間隔：130min，可調(diào)歷史趨勢曲線，日報，月報，年報存儲時間2 年歷史趨勢曲線300 條。新型并網(wǎng)逆變器新型并網(wǎng)逆變器某某集團有限公司的并網(wǎng)逆變器逆變效率達 95%以上，并網(wǎng)功率因數(shù)0.99, 儲能裝置系統(tǒng)容量達 3

28、00kVA,穩(wěn)流精度： 0.5%（在 10%-100% Ie 時）,穩(wěn)壓精度： 96%,各項主要技術(shù)指標(biāo)已達到國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進水平。 儲能系統(tǒng)儲能系統(tǒng)系統(tǒng)容量：300kVA交流輸入輸出電壓：三相 380V20%交流輸入輸出頻率：50Hz2Hz穩(wěn)流精度： 0.5%（在 10%-100% Ie 時）穩(wěn)壓精度： 0.5%（在 10%-100% Ie 時）直流紋波系數(shù)： 96%系統(tǒng)注入電網(wǎng)諧波的電壓、電流含有量5%，總諧波畸變率5%。噪聲： 55dB（距裝置 1m 處）冷卻方式：強制風(fēng)冷通信接口：RS-485/RS-422卷繞式蓄電池規(guī)格：100kW2h蓄電池接口：可支持 3 組蓄電池的充放電管理，

29、單路電池額定電壓 DC400V，電壓波動范圍 DC330-DC460V無功輸出：300kvar 雙向連續(xù)調(diào)節(jié)響應(yīng)時間：1ms諧波補償：可補償負荷 5、7、11、13 次諧波電流第五章第五章 項目主要內(nèi)容項目主要內(nèi)容本項目提出三項主要內(nèi)容： 1 1太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)研制出一套高可靠性的太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同廠家、不同類型的光伏發(fā)電設(shè)備進行集中監(jiān)控；對天氣參數(shù)、直流開關(guān)狀態(tài)、逆變器入口電氣參數(shù)、逆變器出口電氣參數(shù)、交流開關(guān)狀態(tài)、并網(wǎng)點電網(wǎng)參數(shù)、電度表、電能質(zhì)量在線儀表、儲能系統(tǒng)進行集中監(jiān)視；具有實時監(jiān)控及報警，報表，曲線，無人值守、短信報警，協(xié)調(diào)控制并網(wǎng)逆變器

30、與儲能系統(tǒng)，與遠方調(diào)度進行通訊，出力預(yù)測等功能。可適用于從小型（如戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)）到大型（如上百 MW 的集中并網(wǎng)光伏發(fā)電站）的不同級別的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。2 2新型并網(wǎng)逆變器新型并網(wǎng)逆變器完成 100kVA 大容量逆變器的研制。使用國際技術(shù)先進、成熟可靠的電力電子設(shè)計和控制技術(shù)研發(fā)新型并網(wǎng)逆變器，除具有普通并網(wǎng)逆變器的功能（如最大功率點跟蹤（MPPT） ，防孤島效應(yīng)）外，新型并網(wǎng)逆變器還將具有無功調(diào)節(jié)、低電壓運行等新的功能。新型并網(wǎng)逆變器性能指標(biāo)為：容量 100/500kW，最大效率96%，電流諧波總畸變率95%，具有及過/欠壓保護、過/欠頻保護、防孤島效應(yīng)保護、恢復(fù)并網(wǎng)保護、過流保護、

31、防反放電保護、極性反接保護、過載保護、無功調(diào)節(jié)、低電壓運行等功能。 3 3儲能系統(tǒng)儲能系統(tǒng)研制模塊化設(shè)計的雙向變流器一套，采用卷繞式閥控鉛酸蓄電池作為儲能元件，組成經(jīng)濟、可靠、響應(yīng)快速的儲能系統(tǒng)。具有實現(xiàn)平緩光伏發(fā)電功率波動和解決峰谷差，實現(xiàn)“削峰填谷” ，抑制電壓波動和閃變，補償負荷電流諧波等功能。第六章第六章 項目技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)路線項目技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)路線1 1太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)前置子系統(tǒng)前置子系統(tǒng)分布式、級聯(lián)式部署支持技術(shù)：前置子系統(tǒng)可根據(jù)不同應(yīng)用場景的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持靈活的部署，既支持常規(guī)的集中式部署，又支持多個前置服務(wù)橫向協(xié)作、縱向級聯(lián)的部署方式。數(shù)據(jù)通訊過程中的

32、自適應(yīng)動態(tài)管理技術(shù)：自動根據(jù)數(shù)據(jù)源的通道狀況進行動態(tài)選路，同時根據(jù)通道的數(shù)據(jù)質(zhì)量狀況、通道優(yōu)先級配置進行擇優(yōu)值班的判斷，并支持主備通道故障狀態(tài)下的自動識別和自動切換，保證數(shù)據(jù)通訊環(huán)節(jié)的可靠性。開放式標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約適配器框架支持多種規(guī)約解析轉(zhuǎn)換模塊接入。斷點續(xù)傳能力保障技術(shù)：在前置子系統(tǒng)與后臺監(jiān)控中斷時，具備數(shù)據(jù)緩存能力。當(dāng)前置與后臺監(jiān)控連接恢復(fù)后支持中斷期間數(shù)據(jù)的斷點續(xù)傳，有效的保證數(shù)據(jù)的完整性。 SCADASCADA 應(yīng)用子系統(tǒng)應(yīng)用子系統(tǒng)系統(tǒng)集群環(huán)境分布式部署支持：系統(tǒng)可配置劃分為若干，可靈活部署到硬件系統(tǒng)任意節(jié)點之上。分布式系統(tǒng)冗余性管理技術(shù)：部署在某節(jié)點上的應(yīng)用服務(wù)集出現(xiàn)故障退出運行，自動由

33、備用節(jié)點上的應(yīng)用服務(wù)集接替主角色，保證系統(tǒng)的可靠性。性能卓越的進程間共享實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可持 10 萬次/秒的讀寫次數(shù)，數(shù)據(jù)批量讀寫能力更是強大。 適用于自身實時數(shù)據(jù)庫內(nèi)存管理技術(shù)支撐下的超大容量實時數(shù)據(jù)處理能力：系統(tǒng)設(shè)計容量可方便的自由擴充，沒有最大限制，數(shù)據(jù)處理速度快、響應(yīng)迅速，事故情況下的信號處理不會出現(xiàn)阻塞。SCADA 信息模型標(biāo)準(zhǔn)化支持：面向電力系統(tǒng)設(shè)備模型組織SCADA 層面的數(shù)據(jù)信息，完全符合 IEC61970 和 IEC61850 規(guī)范要求。人機監(jiān)控子系統(tǒng)人機監(jiān)控子系統(tǒng)跨平臺的矢量圖形系統(tǒng)技術(shù)。先進的適配器模式架構(gòu)，可實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)模型適配器接入組態(tài)工具，保證了系統(tǒng)具有良好開發(fā)性

34、和可擴展性。2 2新型并網(wǎng)逆變器新型并網(wǎng)逆變器大容量逆變器設(shè)計技術(shù)大容量逆變器設(shè)計技術(shù)單機容量為 100kW 及以上的大容量逆變器使用的是高壓大 容量全控型電力電子開關(guān)器件，如何優(yōu)化主電路設(shè)計、有效減少開關(guān)損耗，散熱系統(tǒng)的設(shè)計都將是研究的重點和難點。大容量逆變器控制技術(shù)大容量逆變器控制技術(shù)逆變器工作狀態(tài)時的性能，很大程度取決于逆變器 PWM 控制器，它是整個系統(tǒng)的核心技術(shù)，關(guān)系到并網(wǎng)成功與否和功率因數(shù)、諧波含量等關(guān)鍵電能質(zhì)量指標(biāo)。最大功率跟蹤控制技術(shù)最大功率跟蹤控制技術(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)總存在一個最大功率點。最大輸出功率跟蹤（MPPT）控制，即采取一定的控制算法調(diào)節(jié)電壓使輸出功率始終跟蹤最大功率點，

35、將有效提高太陽能利用效率。目前國外比較先進的策略是，選擇太陽能電池輸出功率對電壓的梯度作為開關(guān)函數(shù)，可用滑動模變結(jié)構(gòu)控制實現(xiàn)輸出功率最大跟蹤控制。這種方法在對環(huán)境變化的控制魯棒性、搜索速度和可實現(xiàn)性方面具有一定優(yōu)勢。吸收消化此項技術(shù)并進行優(yōu)化，可有效提高MPPT 的動態(tài)效率，從而明顯提升發(fā)電量。防孤島效應(yīng)防孤島效應(yīng)對應(yīng)并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)因故障事故或停電維修而斷電時，太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)若未能及時檢測出停電狀態(tài)而與市電分離，就會由太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和周圍的負載形成一個自給式供電孤島。隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其它分布式并網(wǎng)電源的增多，發(fā)生孤島效應(yīng)的概率也會越來越高，近年來在可再生能源發(fā)展較快的

36、國家和地區(qū)引起了人們的廣泛重視。孤島 效應(yīng)對配電系統(tǒng)設(shè)備及終端用戶設(shè)備都將造成影響，甚至有可能威脅檢修人員生命安全。本項目將研究出一套綜合了被動檢測法及主動檢測法優(yōu)點的孤島檢測關(guān)鍵技術(shù)，并應(yīng)用于新型并網(wǎng)逆變器。3 3儲能系統(tǒng)儲能系統(tǒng)雙向變流器設(shè)計技術(shù)：本方案采用模塊化設(shè)計，雙向變流器的主電路原圖如下圖所示，主要由全控三相高頻整流（逆變）模塊和全控橋雙向 DC/DC 變換模塊組成。為實現(xiàn)大容量應(yīng)用，DC/DC 部分采取多模塊并聯(lián)運行擴容，各模塊之間自動均流。網(wǎng)側(cè)采用全控三相高頻 SPWM 整流（逆變）模塊接入電網(wǎng)，該模塊可四象限運行，即可以從電網(wǎng)吸收有功，經(jīng) DC/DC 變換后給電池充電，也可將

37、電池能量回饋到電網(wǎng)。具有節(jié)能，輸入功率因數(shù)高，電流諧波畸變率低等特點。雙向變流器主電路原理圖第七章第七章 項目總投資預(yù)算及資金籌措方案項目總投資預(yù)算及資金籌措方案 1 1、項目技術(shù)攻關(guān)總費用、項目技術(shù)攻關(guān)總費用某某集團有限公司太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)、新型并網(wǎng)逆變器及儲能系統(tǒng)等電網(wǎng)友好型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)研發(fā)預(yù)計總投資為 14500 萬元，其中：生產(chǎn)及試驗設(shè)備費用 9000萬元，樣機及材料費 4000 萬元，試驗檢測費 300 萬元，燃料動力費 360 萬元，差旅費 80 萬元，會議費 50 萬元，知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費 50 萬元，技術(shù)協(xié)作及專家咨詢費 500 萬元，管理費 60 萬元，不可預(yù)

38、見費用 100 萬元。2 2、資金籌措方案、資金籌措方案項目總投資 14500 萬元，其中：單位自籌 11000 萬元，申請撥款 3500 萬元。第八章第八章 效益分析效益分析1 1、經(jīng)濟效益、經(jīng)濟效益按照目前國際市場行情,我公司自主研發(fā)并生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器、儲能裝置及系統(tǒng)監(jiān)控軟等產(chǎn)品,年銷售收入將達到人民幣21 億元，利稅近 9 億元。項目的實施將保證公司持續(xù)快速發(fā)展，也為我省地方經(jīng)濟帶來新的巨大的增長。同時也將奠定某某公司在國內(nèi)外光伏行業(yè)中的主導(dǎo)地位。2 2、社會效益、社會效益某某電網(wǎng)友好型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目 的實施不僅迎合了國家的產(chǎn)業(yè)政策，對調(diào)整整個地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向清潔環(huán)保

39、方向發(fā)展也具有重要意義。項目的實施不但是企業(yè)自身發(fā)展的需要，也可以促進地方經(jīng)濟發(fā)展，為當(dāng)?shù)卦黾訑?shù)百個就業(yè)機會。在許昌建設(shè)該項目會在全省乃至全國產(chǎn)生巨大的社會效益。某某集團有限公司產(chǎn)品較同類產(chǎn)品提高 3%逆變效率，解決了光伏電站的并網(wǎng)問題,在發(fā)電量相同的條件下可以為發(fā)電企業(yè)投資節(jié)約 3%資金，加速了我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，進而促進全社會對于太陽能的利用和開發(fā)。項目的實施將進一步推動我省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。帶動河南省光伏產(chǎn)業(yè)鏈的形成。項目實施并形成產(chǎn)業(yè)化后，為我省區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和中原崛起創(chuàng)造良好的條件，大大提升我省的光伏研發(fā)及制造業(yè)水平，提高河南省的科技聲望，樹立具有全國甚至國際影響

40、力的光伏產(chǎn)業(yè)品牌。3 3、環(huán)境效益、環(huán)境效益某某集團每年生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器及儲能裝置，按年生產(chǎn)100 臺計算,每臺 500kVA,年實際發(fā)電時間平均按 2000 小時計算，則年可發(fā)電 5002000h=10000 萬 kwh，項目實施技術(shù)攻關(guān)后，產(chǎn)品將可發(fā)電約 9600 萬 kWh，根據(jù)中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告中有關(guān)數(shù)據(jù)測算，火力發(fā)電廠每生產(chǎn) 1kWh 電力約消耗 350 克標(biāo)準(zhǔn)煤，則使用某某集團每年生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器及儲能裝置可幫助節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 3.36 萬噸，減少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物 排放量分別為：8.88 萬噸、285.6 噸、248.64 噸。第九章第九章 項目的管理和組織項目的管理

41、和組織（一）組織協(xié)調(diào)措施（一）組織協(xié)調(diào)措施為保障項目按時高質(zhì)量完成，某某集團專門成立新能源技術(shù)委員會及相應(yīng)的組織機構(gòu)，負責(zé)此項目的總體組織和協(xié)調(diào)；由某某技術(shù)中心負責(zé)項目的具體實施（含技術(shù)總協(xié)調(diào)，項目管理，監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)，工程設(shè)計、施工安裝指導(dǎo)、調(diào)試驗收等） ；由某某電源有限公司負責(zé)儲能系統(tǒng)的研制；由某某技術(shù)中心和某某柔性輸電系統(tǒng)公司負責(zé)逆變器的研制。（二）監(jiān)督管理措施（二）監(jiān)督管理措施由某某集團科技部、財務(wù)部聯(lián)合項目監(jiān)督小組，負責(zé)監(jiān)督項目的執(zhí)行情況以及資金的使用情況，尤其是一定要保證財政補助資金?？顚Ｓ?。第十章第十章 項目風(fēng)險項目風(fēng)險1 1技術(shù)風(fēng)險技術(shù)風(fēng)險太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要涉及電力系統(tǒng)、電工理論、電力電子技術(shù)、自動控制、系統(tǒng)安全、管理運營等多個學(xué)科。本項目的研究面廣、難度大，一些關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)在國內(nèi)屬于空白，技術(shù)難度非常大。同時由于國外相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的封鎖，我國的相關(guān)研究又屬于剛起步，因此，一些關(guān)鍵核心技術(shù)是否能夠取得突破，取得突破的時間， 對項