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

I 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 X 省机电设计院 有限公司 二 一一年 七 月 录 第一章 总论 . 1 目概况 . 1 目背景 . 3 目单位情况 . 6 论及建议 . 10 第二章 项目建设必要性 . 1 观环境分析 . 1 业发展现状 . 3 目的提出 . 6 目前期工作情况 . 8 目建设的必要性和意义 . 8 术与服务方案 . 12 内市场分析 . 24 际市场分析 . 29 能预测 . 30 第三章 项目选址 . 31 目选址和用地规划 . 31 目厂址建设条件 . 31 第四章 项目建设方案 . 35 目整体规划和建设方案 . 35 艺和设备方案 . 41 能设计方案 . 49 境保护 . 55 业安全卫生和消防安全 . 57 第五章 项目实施和组织管理 . 62 目实施计划和进度 . 62 目管理和施工组织 . 63 目招投标 . 64 第六章 投资估算和资金筹措 . 68 资估 算 . 68 金来源及融资方案 . 70 第七章 风险分析及对策 . 71 观经济环境影响 . 71 术风险 . 71 场风险 . 72 务风险 . 73 他风险 . 73 险规避的对策和措施 . 73 第八章 经济效益分析 . 75 础数据 . 75 务计算与评价 . 76 益分析结论 . 81 第九章 结论与建议 . 82 究结论 . 82 议 . 83 附图 1、 项目选址图 . 84 附图 2、 项目总平面图 . 87 附图 3、项目建筑平面图 . 87 附图 4、项目工艺图 . 87 附表 1济分析附表 . 88 1 第一章 总 论 目概况 目名称及项目单位 项目名称 :智能微电网 及 新能源控制系统 产业化 项目 项目投资单位： 电气股份有限公司（以下简称“ 电气”） 项目实施单位： 电气股份有限公司 目建设地点 本项目建设地点拟定在 省许昌市 中原电气谷 智能电网产业园 。 该厂址地理位置十分优越，交通便利，规划电力、给排水、暖气和通讯等公用设施条件完善，非常适宜本项目的建设 。 设规模与建设内容 建设规模： 年产 电网控制系统 40 套， 伏发电控制系统 100 套。 随着国家大力发展清洁能源、建设智能电网的大好机遇，随着国家经济建设对电力需求的增加， 智能电网产业将有广阔的发展空间。 本项目完成后， 按照各领域预测，2015 年将实现产值约 元。 建设 内容 : 2 新建一栋 24000 平方米的生产厂房； 新增 设备 182 台套 及 搬迁 各类 原有 设备 201 台（套） 。 目所需外部条件 本项目建设已经和许昌市发改委、环境保护部门、消防部门等政府部门达成了一致共识。项目前期工作 正 在有条不紊 地 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。 目投资规模与资金筹措 本项目总投资 5849 万元， 其中 4649 万元 形成固定资产 ，1200 万元形成 铺底流动资金 。 由 电气 自筹解决，除 铺底流动资金 外的流动资金通过短期银行贷款解决。 目建设周期及主要技术经济指标表 本项目建设周期 为 2 年，即从 2012 年 1 月至 2013 年 12 月。包含项目前期工作、勘察设计、土建施工、设备采购安装和调试、人员培训及验收等项目 阶段 。 本 项目建成 达产后， 实现 年 销售 收入 28000 万元，实现 增值、销售 税金及附加 1414 万元，利润总额 2984 万元，投资利润率为 投资利税率为 税 前 税 后 投资回收期（静态） ,项目有很好的经济效益。盈亏平衡点在 可保本，具有较强的抗风险能力。 3 目背景 目提出的背景 国家“十二五”规划纲要“节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车”等产业提到了国家战略性新兴产业重点领域的高度。纲要“ 推动重点领域跨越发展 “中明确了“新能源”产业重点发展的对象包括：新一代核能、太阳能热利 用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能。在“ 推动能源生产和利用方式变革 推进能源多元清洁发展 ”中再次强调要 加强并网配套工程建设，有效发展风电。积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源。促进分布式能源系统的推广应用。 中国正在加快发展新能源产业，国家电网公司刘振亚总经理在 2009 年全面部署智能电网工作时提出：“到 2015 年，要在关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用”。 纲要指出： 培育发展战略性新兴产业 、 实施产业创新发展工程 ， 以掌握产业核心关键技术、加速产业规模化发展为目标，发挥国家重大科技 专项引领支撑作用，依托优势企业、产业集聚区和重大项目，统筹技术开发、工程化、标准制定、应用示范等环节，支持商业模式创新和市场拓展，组织实施若干重大产业创新发展工程，培育一批战略性新兴产业骨干企业和示范基地 。 电气股份有限公司 作为国内领先的电力系统设备集成商和 4 制造商，已在智能变电站、智能配电网、智能用电、分布式能源、工业智能供配电、风力发电、太阳能光伏发电、大规模储能等方面开展了大量研究和试制工作，智能变电站、智能配电网、智能用电、风力发电设备和太阳能光伏逆变器已经投入规模使用。为了保证光伏发电控制系统、 分布式能源控制系统等新能源关键控制系统设备的顺利产业化，分布式能源及新能源控制系统产业化项目的建设事不宜迟。 行性研究范围及分工 根据国家对建设项目前期工作阶段的工作范围和深度规定以及 电气 的具体要求， 经过 实地勘察 和资料收集 ，确定本次研究工作的范围为：根据项目提出的背景 ，分析项目建设的必要性、可能性及可行性 ，通过对市场进行调查和分析预测， 分析企业优势和劣势， 确定产品生产规模 和项目 建设地址 ， 确定 项目总体 建设方案 和项目建设组织管理 ， 最后 进行投资估算和经济 社会效益分析，得出项目是否可行的结论，为项 目的决策和建设提供可靠的依据。 本项目可行性研究的主要由 省机电设计院 承担完成， 其中 智能电网及新能源控制系统 等技术问题 由 电气 配合 完成。 行性研究报告的编制依据和原则 （一）编制依据 5 （ 1）电工装备制造产业投资项目可行性研究报告内容要求； （ 2）国家发展改革委员会、建设部联合颁发的建设项目经济评价方法与参数（第 三 版）； （ 3）国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 2004 年2020 年 )； （ 4） 委托方提供的企业有关基础数据、技术资料和编制要求以及与本院签订的工程技术咨询服务合同； （ 5）其他有关法律、法规文件。 （二）编制原则 （ 1）依据国 家有关政策以及国家、行业、地区发展的长远规划，根据委托方提供的项目建设有关 基础资料，公正、客观和科学地论证项目建设的必要性、可能性及可行性； （ 2） 充分贯彻执行“统筹规划、统一标准、资源共享”的指导原则，在对工程项目的建设条件和需求进行充分调查分析的基础上，对实验系统的规模和能力、结构和功能、设备主要技术指标等进行方案比较 ； （ 3）注意节能、环境保护与劳动安全卫生，选用先进可靠的技术设备， 实施可持续发展战略。 6 目单位情况 业发 展历史及基本情况 电气是以电力系统自动化、保护及控制设备的研发、生产及销售为主的上市公司。是国家电力装备行业大型骨干和主导企业，国家电力系统自动化和电力系统继电保护及控制行业的排头兵，被誉为我国电力装备行业配套能力最强的企业，是 省科委和国家科技部认定的 省高新技术企业和国家重点高新技术企业，荣获首届“中国机械十大杰出企业”，“机械工业管理示范企业”和“中国工业大奖表彰奖”。公司拥有国家级企业技术中心和企业博士后工作站，“ ”商标 2005 年被国家认定为“中国驰名商标”。公司现有员工 6020 人，其中 研发及工程技术人员 2782 人， 电气成立于 1993 年， 1997 年在深圳证券交易所上市。 自上市以来，公司一直坚持持续分红回报投资者的利润分配政策，在证券市场上树立了持续回报投资者的良好形象。连续六年入选“中证亚商中国最具发展潜力上市公司 50 强”。公司信息披露工作连年保持优良评价。“ 电气”股票被深圳证券信息有限公司列为“最有市场影响力的 100 只股票”之一，并持续入选深证100 指数成份股、和深证自主创新指数初始成份股； 2006 年 2月顺利入选国内证券市场发布的第一个创新指数 “深证自主创新指数”初始成分股，成为首批入选的 40 家样本上市公司之 7 一。 2010 年和 2011 年，在大众证券报、新浪财经主办的大众证券杯评选中，公司凭借优良的公司业绩、广阔的发展前景连续荣膺“最具成长前景上市公司”荣誉称号，品牌知名度进一步提升。 经过近二十年的努力，特别是上市十余年的快速发展，公司已发展为覆盖发电、输电、配电、用电等电力系统各环节，横跨一次及二次、交流及直流装备领域，综合成套能力最强、国内最具竞争力的电力装备制造企业和系统解决方案的提供商，为我国电力系统安全、稳定、经济运行做出了杰出贡献。 2011 年，公司狠抓市场开拓，聚焦科研开发，优化管理模式，各项工作取得了长足进步。 实现营业收入 上年同期增长 实现净利润 元，较上年同期增长 务范围及服务情况 电气的产品覆盖发电、输电、配电、用电等电力系统各个环节，横跨一次及二次、交流及直流装备领域，市场根植网内外、海内外，服务贯穿设备供应、设备成套、系统集成和工程总包，是国内综合配套能力最强、最具竞争力的电力装备制造商及系统解决方案提供商。 经营范围： 生产经营电网调度自动化设备 ,配电网自动化、变电站自动 化、电站自动化、铁路供电自动化、电网安全稳定控制设备 ,电力管理信息系统 ,电力市场技术支持系统 ,继电保护及自动控制装置 ,继电器 ,电子式电度表 ,中压开关及开关柜 ,电力 8 通信设备 (不含无线 ),变压器、互感器、箱式变电站及其他机电产品 (不含汽车 );承办本企业自产的机电产品、成套设备及相关技术的出口业务 ,经营本企业生产、科研所需要原辅材料、机械设备、仪器仪表、零配件及相关技术的进口业务 ,经营本企业的进料加工和 “三来一补 ”业务 屋租赁（凭证经营）。（以上经营项目国家法律法规须审批的除外）。 要检测工艺及设备情况 为保证达到国际一流的产品质量，我们引入了国际上著名的克劳士比质量管理哲学，树立了“以先进的自动化检测设备全面保证产品质量”的理念，形成了“零缺陷”的工作标准和质量文化。以先进的工艺技术装备、严密的制造过程控制、严格的检测手段，全面保证产品质量。 电气拥有科研、中试基地面积 8204 平方米，科研仪器设备资产 53592 万元，科研仪器数量 3452 台； 产品形成了信息化自动化控制技术、大功率电力电子技术、一次设备制造技术三大核心技术 ,其中 “”商标被认定为国家驰名商标；电力监控自动化设备 和干式变压器被评为 “ 中国名牌产品 ” 。 电气 以 “满足市场和客户需求 ”为 技术创新的根本出发点 ， 在引进和消化吸收国际最佳实践的 目管理等先进管理理念的基础上，打破传统研发模式，构建 特色的集成产品开发体系；成立产品管理委员会和技术管理委员会，建立基于市场和 9 客户需求驱动的新产品开发流程；建立研发全过程测试及评审体系，遵循全面测试、专业化测试、自动化测试理念，拥有独立的测试专家队伍研究测试技术；投巨资购置和自行开发大量自动测试和仿真设备，具备软件测试、硬件测试、装置集成测试和系统集成测试能力 ；配 备有先进的检测试验设备和手段，建有：电力系统数字仿 真实验室、电力系统动模实验室、高压产品实验站、国内同行业中最大的电磁兼容实验室、大规模集成电路测试设备、单板、装置、系统的自动测试装置等，对产品研发和生产的每一环节进行严格的检验和测试。 三年主要经营指标 经历多年的高速发展， 电气现已成为国家电力装备行业大型骨干和主导企业； 电气近三年的经营情况如下表 1示。 表 1 企业近三年的经营情况 单位名称 电气股份有限公司 注册 地址住所 省许昌市 大道 1298 号 经营范围 生产经营电网调度自动化设备 ,配电网自动化、变电站自动化、电站自动化、铁路供电自动化、电网安全稳定控制设备 ,电力管理信息系统 ,电力市场技术支持系统 ,继电保护及自动控制装置 ,继电器 ,电子式电度表 ,中压开关及开关柜 ,电力通信设备 (不含无线 ),变压器、互感器、 10 箱式变电站及其他机电产品 (不含汽车 );承办本企业自产的机电产品、成套设备及相关技术的出口业务 ,经营本企业生产、科研所需要原辅材料、机械设备、仪器仪表、零配件及相关技术的进口业务 ,经营本企业的进料加工和 “三来一补 ”业务 屋租赁（凭证经营）。 （以上经营项目国家法律法规须审批的除外）。 发展目标 致力于智能电气行业领域的标准、检测、学术杂志、行业咨询等技术服务，为所有涉及智能电气行业领域的顾客提供优质服务。 近三年经营数据 2009 年：销售收入 元，净利润： 元 2010 年：销售收入 元，净利润： 元 2011 年：销售收入 元，净利润： 元 2011 年：销售收入 66 亿 元，净利润： 元 2011 上半年 销售收入 25 亿 元，净利润： 1 亿 元 论及建议 本 项目符合国民经济发展的长远规 划和国家产业政策，市场前景好，有较好的经济和社会效益，且具有较强的抗风险能力，项目是可行的。 随着 电气 产品领域的不断拓展以及 智能微电网及新能源产业 的不断开发和升级，要想为客户提供高可靠性的电力装备，必须尽快具备 智能电网产品的产业化能力 。 项目确定后，建议上级主管领导部门对本项目给以大力支 11 持，加快项目的前期工作进程，积极落实建设资金，尽早开工，保质保量按时完成工程建设，及时投入使用，尽快发挥项目应有的社会 效益 和经济效益。 1 第二章 项目 建设 必要性 观环境分析 能源是社会发展的重要基础，在能源问题日益突 出、供需矛盾日益加剧的今天，世界各国都在为缓解和解决能源供应问题进行研究，新能源由于可再生和清洁等特点使其成为解决智能地球能源问题的有效途径。 随着化石能源的逐渐枯竭，人类须面对自身发展史上最大的危机，而充分发挥电能传输的便捷、高效等特性将是人类面对这一危机的根本手段。通过建设统一、坚强的智能电力网络，以其作为各种形式能量转换接入、传输和配给的基础，从而一方面能整合各种能源、优化能源配置，且能实现能量的高效传输和智能配给与消费服务 。近年来，美国、欧洲 等 发达国家提出了智能电网发展理念， 赋予其 承载保障能源安全、 促进能源清洁高效利用和提振经济发展 等重要使命。智能电网已经成为当今世界电网发展的新趋势、新方向。 智能电网方面， 面对新形势和新挑战，国家电网公司在迅速提出 “ 建设坚强智能电网 ” 的重大发展战略和 “ 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 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（ 20092010年）、全面建设阶段（ 20112015 年）和引领提升阶段（ 20162020 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， 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。 3 业发展现状 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。 2010 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。 2010 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 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 电气 和中国西电，直流场成套设备的主要供应商是 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 电气、 国电南瑞 、 国电南自 、 金智 4 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 电气、 科陆电子 、 国电南瑞等。 外发展现状 在 2011 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 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 (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 (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”。 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 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”。 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(故障定位 /隔离和恢复 (。 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 2009 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 2015 年，美国将有 100 万辆电动汽车投入使用”或将会提前实现。 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 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， 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行。为 8 此， 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 ”。 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， 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， 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。 目建设的必要性和意义 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 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。 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，甚至是对环保要求很高的小型用户或偏远地区电力用户。并且微电网项目市场需求量非常巨大，尤其随着国家、企业对可再生能源发电的重视，分布式电源越来越多地被要求就近接入用电网，实现统一管理分布式电源和重要负荷的微电网的需求也日益明确和迫切。 目开展的必要性 （ 1） 缓解环境压力的需要 快速的经济增长与掠夺式的资源开发，使得我国的生态环境付出了沉重的代价，目前我国已成为世界上污染最严重的国家之一。自 20 世纪 90 年代中期以来，我国经济增长有 2/3 是在环境污染和生态破坏的基础上实现的，大气污染造成的损失已经占到了 3。据统计，全国 放量的 90， 11 放量的 60都来自于燃煤，其中电力行业的 放量占总排放量的 40左右。全国流经城市的河流中， 90的河段受到比较严重的污染， 75的湖泊出 现了负营养化问题，酸雨的影响面积占到国土面积的 1/3，是目前世界三大酸雨区之一。受环境容量的限制，传统的高速度、高消耗、高污染、低效率的经济增长模式已经无以为继。 分布式能源系统由于实现了优质能源梯级合理利用，能效可达 80以上，超过燃煤火电机组 1 倍， 固体废弃物排放几乎为零，温室气体（ 少 50上， 少 80，成为中国能源技术发展的方向。同时国际及我国更严格的污染排放标准及环保条例的执行也促进了分布式能源系统的推广。 （ 2） 提高能效的需要 由于种种原因，我国的能源利用率仅有 33 ，比发达国家低近 10，主要产品单位能耗比世界平均水平高 30。国家能源研究中心的数据表明，每创造 100 万美元 国能耗是美国的 ，欧盟的 5 倍，日本的 9 倍。在总能源消耗中，生产用能，特别是工业能源消费始终是能源消耗的主要部分，约占总能耗的 70。如集中供电系统，发电厂最终只能将燃料能源燃烧产生的 1/3 热能转化成电能，而近 50的热能流失，传输环节损耗近 10的热能。而分布式能源系统直接安装在用户端，通过在现场对能源实现梯级利用，减少中间输送环节损耗，实现资源利用最大化，对提高能源利用效率具有非常 重要的意义。 12 （ 3） 电力发展的需要 随着我国经济的迅速发展，对电力的需求也在快速增长，但由于电源和电网建设相对滞后，全国范围内电力短缺现象十分严重，使得近几年来在全国各地拉闸限电的情况有增无减，严重影响了经济的发展。在 2020 年中国国内生产总值比 2000 年翻两番，全面实现小康社会的大目标下，三产和建筑能耗将快速增加，空调制冷和采暖用电负荷也将大幅增长，这使终端能耗结构发生重大变化。如果仅依靠几条主要线路传输电力，集中供电系统的供电线路拥堵问题将日益凸显。分布式能源站由于实现了热电冷三联供，加之蓄冷空调等技术 的应用，将有利于改善电力供应的紧张局面。 术与 服务 方案 电网 控制系统 分布式能源控制系统是采用先进的微型电网的模型和仿真技术、分布式电源并网技术、分布式电源集中控制技术、微型电网保护技术、储能控制技术、分布式能源智能通信技术、分布式能源实时网络技术等技术和各类分布式能源控制和保护装置，实现分布式能源的 能、微网集中控制功能、分布式能源保护功能、分布式能源经济运行功能、分布式能源仿真功能和与配电网自动化系统的交互功能等。 电气 的分布式能源控制系统产品采用先进的分布式能源三 13 层控制体系，即分别从分布式电源就地控制层、分布式能源集中控制层、配电网调度层三个层面进行分布式能源全面的控制。配电网调度层、分布式能源集中控制层、分布式电源和负荷就地控制层可灵活配置，不同的分布式能源项目中可以根据分布式能源的规模和结构，选取一层 (就地控制器层或分布式能源集中控制层 )、或两层 (就地控制层和分布式能源集中控制层 )，或完整地使用三层体系实现从分布式能源，乃至整个配电网的经济、可靠、稳定运行。 三层控制结构如下图所示。 公 共 连 接 点微 网 通 讯 线 路电 力 传 输 线 路本 地 保 护本 地 控 制 器配 网 调 度 层集 中 控 制 层就 地 控 制 层配 网 调 度 系 统配 电 网控 制 中 心光 伏发 电负 荷 储 能风 力发 电微 燃 气轮 机小 型 内燃 机小 型 水力 发 电燃 料电 池图 2布式 能源三层控制方案结构 （ 1）就地控制层。由并离网控制器、就地集中控制器、分布式能源负荷控制器、分布式电源控制器、储能控制器组成，其中分布式电源控制器和储能控制器可以集成到逆变器中，也可以 14 独立存在并可与逆变器通讯实现对逆变器输出的调节。 （ 2）集中控制层。利用综合分析、快速控制各分布式电源和负荷实现分布式能源安全稳定运行。集中控制层主要完成分布式能源并离网的功率平衡控制、能量优化与经济运行调度等能量管理功能。 （ 3）调度控制层。分布式能源集中控制器具有与配电调度中心交互信息的功能，能将分布式能源公共连接点处的 并离网状态、交换功率上送调度中心，并可接受调度中心对分布式能源的并离网状态的控制和交换功率的设置。当分布式能源集中控制层收到调度中心的设置命令时，利用功率平衡控制功能实现分布式能源分布电源出力和负荷用电状态的控制，实现配网调度对分布式能源的调度。 电气 的分布式能源控制系统产品的关键技术包括： （ 1）分布式能源系统分布式电源及负荷建模技术； （ 2）分布式能源系统综合控制策略； （ 3）分布式电源接入设备并网控制策略； （ 4）分布式电源接入设备功率调节技术； （ 5）电源转换系统及设备控制策略； （ 6）智能通信 设备关键技术； （ 7）分布式能源继电保护技术； （ 8）分布式能源控制系统实时网络处理技术； （ 9）可视化逻辑编程技术。 15 分布式电源自适应协调控制技术是分布式电源根据系统状态自适应选择最大功率跟踪控制、被调度有功无功出力控制或恒频恒压控制。分布式电源 F 运行模式自动切换技术在并离网状态发生改变时分布式电源进行 F 运行模式的自动切换。分布式电源逆变器担当无功补偿设备技术是逆变器在分布式电源无有功出力时，通过吸收少量有功而补偿系统无功，担当分布式能源内部无功补偿设备。分布式电源主动电能质量控制技术在逆 变器中嵌入电能质量控制环节，融入滤波和无功补偿