战略需求和技术发展趋势分析(ppt 48页).ppt

1、分布式供电技术专题战略研究报告二九年月日,1、概述,2、十一五公司科技工作总结与评估,3、国内外研究现状分析,4、战略需求和技术发展趋势分析,5、发展思路和“十二五”期间的重点研究方向,6、中长期技术研究方向,7、技术发展路线图,8、保障措施,分布式供电技术发展的重要意义,分布式能源是小型的、模块化的，规模大致在kW至MW级，包括燃料电池、燃气内燃机、高性能燃气轮机和微燃机、热力驱动的制冷系统、风力发电装置、太阳能发电装置。可以满足不同用户的能量需求，包括连续的电能、备用电力、可移动电源、冷热电联供和调峰电力等。与常规的集中供电电站相比，分布式供电具有以下优势。,一、概述,可以预见，智能电网建

2、设的核心任务之一就是最大限度接纳可再生能源电力，并确保电网安全、稳定、可靠、经济运行。尽管可再生能源具有资源和环境友好等优点，但由于可再生能源电源亦具有随机性、间歇性、波动性等特征，属于“劣质电力”。当大规模“劣质电力”在全国范围内，大规模、遍地开花的方式接入电网时，电网将会面临一系列亟待解决的新问题。分布式能源等新电源接入电网问题，将始终伴随智能电网的建设与发展，是需要长期面对的问题。因此，如何迎接这些挑战，需要勇敢面对、精心谋划，长远安排。,二、“十一五”公司科技工作总结和评估,重点项目实施情况,2.1,1）风电场接入电网规划运行技术研究,2）风能监测与风电功率预测系统研究与开发概述,3）

3、风电控制关键技术及推广应用,4）风电机组特性和风电场并网测试及研究,5）大容量存储技术,6）光伏发电关键技术,7）生物质能发电技术,8）微电网技术,十一五后期分布式供电技术研究计划,2.2,风电场并网规划与运行关键技术研究,大容量电能存储技术研究,微电网技术及应用研究,生物质能发电技术研究,光伏发电关键技术研究,总结和评估,2.3,分布式供电技术科研能力评估,分布式供电技术科研能力总结,优势多集中在大规模风电的接入系统稳定、风电机组控制系统技术、风电功率预测等方向上。,三、国内外研究现状分析,国内外新能源利用概况,3.1,国外新能源利用概况,欧盟,新能源与可再生能源，特别是风能、水电、太阳能和

4、生物质能的发展，是欧盟理事会能源政策的中心目标。欧盟采取了一些政策鼓励各国更多使用可再生能源电力。2007年11月22日，欧盟理事会提交欧洲能源技术战略规划。,美国,美国是世界上开发新能源和可再生分布式能源发电最多的国家，也是全球绝大多数的商用分布式电源设备的主要提供商。在金融危机的大背景下，美国新复兴计划的核心是培植新技术和产业，特别是新能源。,日本,日本凭借其新能源开发技术优势，加快步伐争夺新能源开发的主导权。多年来一直积极开发太阳能、风能、核能等新能源，利用生物发电、垃圾发电、地热发电以及制作燃料电池作为新能源，特别是对太阳能的开发利用寄予厚望，陆续推出“新阳光计划”、“太阳作战”计划。

5、设立了新能源综合开发机构(NEDO)，培育出在全球范围内颇具竞争力的光伏产业。近年来，日本风电发展势头迅速。,我国新能源利用概况,近年来我国分布式电源发展速度明显加快。2009年内将颁布新兴能源发展规划，推出能源科技发展指南。目前我国电力装机总容量已达8亿kW，其中水电装机总量1.72亿kW，投运核电机组装机容量910万kW，已核准建设核电规模2540万kW；风电装机容量连续3年实现翻倍，2008年装机总量达到1210万kW；太阳能光伏电池年产量200万kW；生物质能发电总装机315万kW。,将分布式发电系统融入到现有的电力系统是今后分布式发电的发展趋势，大量的DR接入电网会对系统的结构和运行

6、产生重大的影响。由于DG接入电网方式的多样性（如同步、异步，以及功率变换器方式等），不同的DR其特性差异巨大，数学模型繁杂；而DG对电网的影响与DR关系密切。因此必须研究考虑多种DR方式下的分布式供电技术。,国外研究及应用现状,3.2,欧盟,欧盟第5框架（FP519982002）计划资助了7个针对分布式供电的科研项目，总资助3400万欧元，进行微网开拓性研究，形成了以雅典国立科技大学为首，由7个欧盟成员国的14个组织合作开展了分布式供电研究计划。随后欧盟第6框架（FP620022006）资助对多个微网并列运行方式进行研究，以期实现多个微网在电力市场环境下的技术和商业接入。欧盟第5、6框架典型研

7、究项目包括DISPOWER、MICROGRIDS、CRISP、DGFACTS等。欧盟第7框架（FP7）计划继续资助分布式供电的科研项目。,美国,美国对于分布式供电的研究主要集中在微网方面。美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)在2003年为美国能源部及加州能源委员会编写的微电网概念白皮书从背景、定义、结构、特性、控制、保护和经济性等方面对微网进行了全面介绍。美国分布式供电研究成果还包括佐治亚理工大学开发的微网分析工具Grid，用于分布式电源优化安装的软件DERCAM。美国能源部将微网视为未来电力系统的三大基础技术之一，并列入美国“Grid2030电力下一个百年的国家展望”计划中。,日本,

8、日本的分布式供电研究主要集中在如何利用新能源发电，如何提供多重的电能质量及可靠性等问题上。日本是世界上分布式供电工程的领先者。2003年以来，日本相继完成了3个分布式供电（微网）示范工程，主要关注分布式能源接入本地配网所带来的技术、管理等问题。除此之外，许多日本高校和私人企业也展开了分布式供电研究。例如清水公司与东京大学联合开发分布式供电控制系统，已经在东京的研究中心建立试验工程。,国内研究及应用现状,3.3,我国对分布式供电及微网的研究尚处于起步阶段。近年，国家科技部973、863支撑计划(先进能源技术领域专题课题)中分别安排了有关分布式供电及微网技术的研究项目(表2)。一些高校和研究院所，

9、如清华大学、华中科技大学、中国科学院电工研究所、天津大学、河海大学、东南大学、合肥工业大学等相继开展了分布式供电及微网技术研究。,“十一五”期间国家电网公司及网省公司在该领域共开展了24项研究项目，取得阶段性成果。研究主要集中在对大规模风电接入，系统稳定、风电机组控制、风电功率预测等问题上；光伏发电方面的研究项目较少。分布式供电及微网的研究处于起步阶段。,已建及在建与光伏、风力发电相关的试验检测、认证机构共11个。其中7个为光伏发电组建类产品检测实验室；其余4个为风力发电类产品检测实验室。可见缺乏专门的研发类实验室。,分布式供电技术的提升微网,3.4,为协调大电网和分布式电源的矛盾，充分挖掘分

10、布式能源为电网和用户带来的价值与效益。,目的,微网是一组分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统，它对于大电网表现为一个单一可控的单元，并可以对中心控制信号进行响应。,概念,微网具有双重角色，对于公用电网，MG视为可控的细胞；对于用户，MG可以作为一个可定制的电源，满足用户多样化的需求。,作用,基本结构：片区微网、工商业微网、偏远地区微网,示范工程：美国范特蒙特、多个欧洲国家、日本,实验室仿真系统：NRELlaboratorymicrogrid、NTUAPowerSystemlaboratoryfacility、天津大学等,四、战略需求和技术发展趋势分析,重大需求分析,4.1,大量间歇性

11、、波动性电源接入电网，将对电网的安全、稳定运行造成前所未有的压力和挑战，对我国本来就较为薄弱的配电网的运行、控制、保护、可靠性及电能质量等各方面产生诸多负面影响。该问题将始终伴随智能电网的建设与发展，是需要长期面对的问题；因此，如何迎接这些挑战，需要勇敢面对、精心谋划，长远安排。,战略需求,发展思路：与智能电网建设同步、满足国家需求，促进可再生能源开发、正确引导分布式供电技术健康、有序地发展。,目标,完成政策和标准体系以及分布式供电理论和技术体系的建设，在分布式供电装备研制、生产方面掌握核心技术，引导设备向通用、规范、智能化方向发展。,我国于2006年1月1日正式颁布了可再生能源法，利用和发展

12、新能源是我国的重要国策，是关系我国经济可持续发展的重要举措。即将上报国家发改委和国务院进行审批的新兴能源产业发展规划对风电、太阳能发电、核电的目标进行了大幅度的调整，2020年的目标分别从原定的3000万kW、180万kW、4000万kW大幅调高至1亿kW、20GW、7000万kW的装机容量。,1)发展新能源是我国的重要国策,2）可再生能源法修正案影响深远,其一，电网企业将必须由过去的被动收购可再生能源发电，转变为主动收购；其二，电网的规划、建设、运行、管理、维护等方面都必须重点考虑可再生能源发、供电引起的一系列“负面效应”问题，在理论研究、技术储备、标准制定、管理规范，政策措施等方面做好充分

13、的准备；其三，最大可能限度接收可再生能源发电将成为智能电网建设的核心目标之一，也是必须面对的重大技术问题之一。,3）节能降耗的要求,中国目前的能源利用效率依然严重偏低，环境污染问题未得到根本控制，并且长期存在能源结构不合理等问题。我国配电网存在低压线路过长，配变容量过大，有些地区主干导线截面细造成低压线损、压降过大的情况。采用分布式供能的办法，从规划入手调整不合理的供电区域，可以改善由上述不利因素造成的影响。此外，分布式供能灵活与分散的特点极好地适应了分散的电力需求与资源分布，延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资，同时它与大电网互为备用使供电可靠性也得以提高。,总体来说，我国目前农村电气化水

14、平还很低，“十一五”初期农村用电量只占全国总用电量的18%，大力发展农村电气化事业具有重大的现实意义。依靠常规能源发电解决农村用电增加的问题，是不现实也是不经济的。因此，在我国农村大力倡导和发展可再生能源是行之有效的出路。通过因地制宜地组建各种形式、规模的微网，解决农村无电和缺电人口的供电问题，是解决实现农村电气化的最经济供电方式，具有投资省、线损小、见效快等明显优势。,4)农村电气化的发展需求,5）可再生能源发电的快速发展带来新问题,大多数可再生能源的共同特点是能量密度低、能源供给的随机性、波动性大，因此不能成为有效的“可替代电源”。将DG融入现有的电力系统是今后的发展趋势，大量的DG接入会

15、对系统的结构和运行产生重大影响。由于DG接入电网方式的多样性，不同分布式电源（DR）的特性差异大，数学模型繁杂；而DG对电网的影响与DR关系密切。因此必须研究考虑多种DR方式下的分布式供电技术。大量DG接入后，电网的管理、有序发展问题，必须事先考虑、提前谋划，深入研究。,6）分布式供电的快速发展迫切需要正确引导,分布式供电加大了电网的复杂性。微网是以DG为基础的复杂供能网络。分布式电源大规模接入或在电网相对薄弱地区，分布式电源对电网的稳态潮流、暂态故障电流分布将产生不可忽视的影响。尽快开展大电网应对微网的策略体系研究，可以正确引导分布式供能和大电网建设的协调发展。,大型风电场的建设可能对当地的

16、生态环境产生影响。DG技术具有投资小、建设周期短、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点，对环境的影响大大弱化。合理规划和建设可再生能源DG可以规避可再生能源集中开发的一些可能的负面影响和不可预见问题，风险大为减少。,7)减少可再生能源集中开发对环境的影响,8）解决“大系统负效应”问题，提高供电可靠性及电能质量,多分布式能源供电系统对提高电网整体抗灾能力和灾后应急供电能力提供了一种新的思路。首先，作为大电网的一种补充形式，在特殊情况下（例如发生地震、暴风雪、洪水、飓风等意外灾害情况），微网作为分布式能源供电系统一种新先进方式，可作为备用电源向受端电网提供支撑，当受端电网发生功率振荡或并网点电压

17、跌落时，微网可以及时提供有功功率或无功功率，维持电网的稳定性；同时，微网能够独立运行，可以迅速与大电网解列形成“孤网”，从而保证政府、医院、矿山、广播电视、通信、交通枢纽等重要用户的不间断供电；另外，在自然灾害多发地区，组建不同形式和规模的微网，能够在发生灾害后迅速就地恢复对重要负荷的供电，具有“黑启动”的能力。,9）满足个性化的用电需求,分布式供电能够提高对内部负荷供电的可靠性。DG和微网的建设能够满足不同用户的电能质量需求。根据用户对供电质量的不同需求，将负荷进行分级，如重要负荷、可中断负荷和可调节负荷。对于重要负荷，微网通过多电源向其供电；对于可中断负荷，微网将其共同支接在同一条电力馈线

18、上。当微网遭受异常情况时，为了保障重要负荷的不间断供电，微网可通过切除连接可中断负荷的馈线来维持自身的正常运行。,技术发展趋势分析,4.2,电力电子技术将被广泛应用。亟需同时具有快速响应特性和大容量储能特性的多元复合储能技术，以及实现发电和储能技术的协同设计。分布式供电将引导能源的综合梯级利用。亟需高可靠性、高性价比、低成本的实用化通讯技术。亟需微环境数字天气预测技术并开发DR功率预测软件。大力发展微网技术。研究含分布式供电的大电网协调规划与运行技术。亟需开展分布式供电环境下的电力市场研究。,可再生能源发电，如风能、太阳能的大规模集中开发，引起诸多负面效应，如大量波动性、间歇性负荷的集中上网，

19、引起的电网安全问题，生态问题等；今后在再生能源发电的开发上将向中小规模的方向发展，因此在工程上更偏重于中小规模分布式发、供电相关技术研究，如微网技术等。,1)偏重于分布式发、供电相关技术研究,2）电力电子技术是基础性核心技术,目前较为常见的分布式电源多需要通过整流、逆变等转换后接入电网。由电力电子设备组成的换流、逆变电路及其它电力电子接口设备在DG系统的能量变换和传递中起到了极其关键的作用。分布储能技术可以提高系统稳定性和经济性，是分布式供能系统的重要组成部分。储能设备的可逆变换中，电力电子设备是关键设备之一。,3）多元复合储能技术,储能技术是微网的核心技术之一，它在稳定电网运行及可再生能源利

20、用方面有重要作用。不同的需求对储能的技术性能要求也不同。一种储能元件很难同时满足多种要求，因此“多元复合储能”是必要的。多元复合储能就是将具有快速响应特性的储能系统和具有大容量储能特性的储能系统联合使用，协调控制，从而最大限度地发挥储能技术的性能。,应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径，同时可增加DG并网运行时的可靠性。能量存储使得分布式电源在负荷波动较快及较大的情况下能够输出稳定的电能。分布式电源与储能技术的结合可提高分布式供能的稳定性、经济性和能源利用率。在负荷中心建立微网模式的新型终端电网，将当地电源和负荷结合进行协调控制和运行，是近年来的一个新思路。如何优化储能单元的配

21、置，实现社会效益的最大化，是微网研究的一个重要课题。,4)发电和储能技术的协同设计,5）能源梯级利用技术,分布式供电方式为能源的综合梯级利用提供了可能。分布式供电方式以其规模小、灵活性强等特点，通过不同循环的有机整合可以在满足用户需求的同时实现能量的综合梯级利用，并且克服了冷能和热能无法远距离传输的困难。目前北京、上海、广州等地已有CHP示范工程，在建筑内采用分布式能源技术建设热电冷系统。分布式电源作为用户端的能源设施，在有条件的地方可采用模块化阵列热电技术，寻求柔性的容量控制技术，积极使用清洁的气体燃料。,6）适用于分布式供电系统的先进通讯技术,高可靠性、高性价比、低成本的通信手段是分布式供

22、电及配电网的共同技术需求。该领域需重点研究实用化、低成本的通信信道技术；现场数据采集、监控通信技术，通信方式和控制协议；分布式电源接入控制远程数据传输技术和组网模式；针对可管理分布式电源及微网的信息通信业务需求，建立实时数据综合管理平台；研究分布式电源及微网通信系统通用通信技术条件、综合业务平台、接口规范、通信管理规范等技术。,微环境气象数字预报，是指对DR位置周边较小范围的气象变化趋势及规律进行准确预测、预报，给出变化曲线或函数；由于DR的输出功率与气象环境密切相关，通过拟合两者之间的函数关系，即可预测除DR未来时段的输出功率以及发电量。通过分析地区历史气象规律，掌握微环境气象测量技术，改进

23、预测模型，拟合DR输出功率与气象数据之间的函数关系，提高预测精度。,7)微环境数字天气预测技术及DR功率预测软件,8）分布式电源多样化、并网需规范化-微网技术,对不同特性的DR及相关负荷加以规范，实现DR和负荷的一体化运行，并利用储能装置和控制保护装置实时调节以平滑系统的波动，维持网络内部的发电和负荷的平衡，保证电压和频率的稳定。此即微网技术微网对外应表现为一个单一可控的单元。国际上DR的应用基本上朝微网技术方向发展。,9）含分布式供电的大电网协调规划与运行技术,可再生能源出力波动不同于常规负荷波动，已有自动发电控制系统无法实时跟踪平衡，常规的电网规划调度和运行控制技术必须进行大力改进和提升，

24、以适应大规模间歇式能源接入的需要。分布式供电系统大量接入配电网时，改变了配电网电源单向供电的模式，对配电网的潮流、保护、电能质量以及大电网的稳定性等方面带来重大影响。研究电网与分布式供电系统协同运行策略，充分利用分布式供电系统中的可再生能源，同时保证电网安全稳定运行。现有的配电网的运行管理方法需要作调整以适应分布式供电系统的接入。,微网参与电力市场需注意电能输入和输出两个问题。其一，微网根据自身的负荷率和电源情况决定是否与主网连接，当需要并网输入电能时，如何经济地输入优质电能，并结合自身情况保证供电可靠性需要深入研究。其二，当微网的电能富余时，电能的高效输出和定价机制有待进一步研究，即微网既要

25、能输出优质电力，又要具有一定的经济效益。目前需要研究（1）电力市场模拟及分析；（2）电力市场绩效评估；（3）电力负荷预测技术等问题。,10)分布式供电环境下电力市场的研究,11）含分布式供电配网的调度员培训系统及仿真,含有高渗透率分布式发电的配电网发电量具有随机性、波动性等特点，与传统配电网相比，潮流分布、电压分布以及继电保护动作行为差别很大。因此有必要开发含DR配网的调度员培训仿真系统，对含有DR的电网实现准确完整的模拟，为调度员提供培训平台。目前欧洲已经开发出类似系统。未来研究主要集中在：开发DR及控制系统的模块，将其融入到现有调度员仿真培训系统中，可准确、完整模拟含有分布式电源的电力系统

26、特性；制定培训仿真项目。,12）融入智能电网体系的智能微网,微网作为智能电网的有机组成部分，发展方向应当与建设坚强统一智能电网的发展战略目标相一致。微网智能化，并融入智能电网体系，也是微网发展的必然趋势。微网作为近年发展起来的新技术，起点高、基础好，具备率先实现智能化的条件。同时微网需要结合自身特点，着眼我国实际国情，智能微网应具有包容性、灵活性、定制性、经济性、自治性等特征。,重大技术需求与现有水平的差距分析,4.3,目前分布式供电领域在该方面面临的重要问题有：（1）分布式电源无序并网，缺乏科学论证、合理规划、全面布局；（2）分布式供电及微网接入标准、规范、规程不完备；（3）分布式供电设备的

27、认证、准入制度尚不健全。,1)规划、标准、制度不健全,2）DR制造关键核心技术缺乏,（1）DR设备制造关键技术及工艺；（2）大风轮机发电装机容量倍增技术(应用于近海风场)；（3）光伏电池生产核心技术和太阳能集热发电技术；（4）适应我国风场的变速恒频风力发电系统。（5）DR生产环节能耗高、成本高、可靠性低、经济效益低，对环境存在一定的负面影响。,3）大功率电力电子装置技术不够成熟,大功率电力电子装置成本偏高、可靠性偏低，缺乏标准化、通用化、典型设计。主要差距：（1）逆变器标准化设计(风电、光伏、微型燃气轮机逆变器)；（2）并网接口技术及设备研制；（3）太阳能充电控制技术及设备研制；（4）燃料电池

28、功率调节系统及设备研制。,储能技术未达到实用化、工程化的程度；需要探索新储能技术，在成本方面要实现突破。,4)储能技术是分布式供电的技术瓶颈,5）DG功率的预测、控制与运行技术滞后,DG功率的预测技术离实用化、工程化水平尚有距离，主要体现在：（1）风力发电、太阳能转换的最大功率跟踪(风速、太阳光跟踪控制)；（2）高精度DG功率输出预测技术；（3）分布式能源发电嵌入电网技术；（4）分布式供电质量及其控制技术；（5）含新能源发电的配电网设计和运行技术；（6）多种类可再生能源发电系统的联合运行控制技术；（7）分布式发、供电系统保护技术。,6）对电网影响研究深度不够,体现在如下方面（1）新能源发电经济

29、性分析；（2）DG系统及微网的稳定性分析；（3）新能源发电的并网对提高发电系统的稳定性、可靠性分析；（4）含新能源发电的电力系统可靠性分析及评估；（5）对电力市场的影响等。,五、发展思路和“十二五”期间的重点研究方向,发展思路及总体目标,5.1,“十二五”期间，在分布式供电领域尽快建立健全政策体系、技术体系、标准体系。总体发展思路是与智能电网建设同步、满足国家需求，促进可再生能源开发、正确引导分布式供电技术健康、有序地发展。用12年时间完成政策体系、标准体系的建设；用3年时间初步完成分布式供电理论、技术体系的建设；理论研究与实用技术研究平衡推进；理论研究要有规划、提前部署，最终能形成系统性成果

30、。注重实用技术的研发，仿真工具研究、实验室建立和试验工程建设先行一步；在分布式供电装备研制、生产方面要掌握核心技术，注重简化设备类型，引导设备向通用、规范、智能化方向发展；到“十二五”末，在该领域形成一批有自主知识产权的成果。,关键技术研究,5.2,大规模分布式电源的电网运营经济性评估分布式发电设备的认证问题研究分布式发电并网的行政许可或备案制度分布式供电的经营资质及其合理性研究研究建立分布式发电准入机制制定分布式发电并网的标准规范,研究分布式电源接入后电网公司的成本补偿机制研究分布式发电电量上网条件和电价问题研究分布式发电的预测、计划和奖惩问题,制定分布式供电相关管理与政策，并向国家有关部门

31、提出政策建议。,分布式电源及微网并网管理问题研究（2010.12010.12）分布式发电电量上网政策的研究（2010.12010.12）微网准入机制研究（2010.12010.12）可再生能源和分布式供能的能耗、环保评估（2010.12010.12）光伏产业链能耗、环保性评估（2010.12010.12）含大规模分布式电源的电网运营经济性研究（2012.12014.12）,方向一分布式供电及微网管理与政策研究,目前我国尚未制定、颁布分布式供电技术标准。分布式供电系统一般接入中、低压配电网，并网运行将对配电网的运行、保护、电能质量等方面产生较大的影响。微网作为分布式供电的典型模式，运行模式更为灵

32、活。为了规范分布式供电系统（MG）接入电网，相关标准和导则的制定至关重要。分布式供电系统接入电网需要制定的主要标准：并网运行、孤岛运行准则，设备导则、通信标准等。,建立分布式供电和微网标准体系，规范分布式供电系统（含微网）并网技术条件及基本要求，为分布式供电系统运行建立技术依据。,分布式供电系统（微网）并网运行标准（2010.12011.12完成两个标准的报批稿）分布式供电系统通信标准（2011.12011.12完成标准的报批稿）分布式供电系统设备导则（2010.12011.12完成导则的报批稿）分布式供电系统（微网）孤岛运行标准（2011.12012.12完成标准的报批稿）,方向二分布式供电

33、及微网标准、规范研究,多能源互补的配电网结构优化规划方法考虑互动化要求的配电网自动化系统规划技术含DR（MG）的大电网可靠性和综合效益评估方法含DR（MG）的新型配电网保护系统开发DG分布式供电系统（MG）综合仿真分析软件,为解决分布式供电系统及MG大规模接入电网后的规划、设计、运行问题，提供系统解决方案。,含分布式电源（微网）的配电网规划设计方法研究(2010.12011.12)含多能源分布式供电的配电网能量优化管理技术(2011.12012.12)含分布式电源及微网的配电网调度运行理论和方法(2011.12012.12)含分布式供电系统及微网的配电网负荷管理（2012.12013.12)含

34、分布式电源及微网的大电网稳定性研究（2013.12014.12）含分布式电源（微网）配电网保护系统研究（2010.12011.12完）含分布式供电系统及微网的配电网电力市场模式研究（2013.12014.12）,方向三含分布式供电的电网规划、设计、运行控制技术,含DR及MG的大电网可靠性及综合效益评估研究(2012.12013.12)分布式供电系统及微网智能测控技术研究(2012.12013.12)分布式供电系统及微网综合仿真分析软件的开发(2010.12014.12)分布式供电系统及微网保护技术(2011.12012.12)含分布式电源及微网的大电网稳定性研究（2013.12014.12）含

35、分布式电源（微网）配电网保护系统研究（2010.12011.12）含分布式供电系统及微网的配电网电力市场模式研究（2013.12014.12）,开展分布式供电的基础理论研究，研制用于分布式供电的并网换流器、微机保护装置、电能质量治理装置、电能质量监控装置、固态转换开关、传感装置、计量装置等关键性、通用性装备。,掌握完全自主知识产权的、具有国际同等水平或领先水平、符合我国分布式供电发展需求的关键设备制造技术，研制出相关工程化设备，为分布式电源大范围接入及MG运行提供先进、统一、规范的关键设备。,分布式供电及微网通用电力电子技术研究（2010.12013.12）储能新原理、新材料、新制备工艺研究（

36、2010.12013.12）分布式供电换流装置、控制调节装置研制（2010.12010.12）分布式供电系统及微网电能质量治理装置研制（2010.12012.12）分布式供电系统及微网微机保护装置研制（2010.12011.12）分布式供电系统及微网智能交互式计量装置研制（2010.12014.12）分布式供电系统及微网交互式电能质量监测装置研制（2010.12012.12）分布式供电系统轻型直流输电关键设备研制（2010.12014.12）,方向四分布式供电的关键技术和装备研究,MG的结构及规划设计技术运行控制技术能量管理技术定制电力技术可靠性技术,建立MG综合性能评价指标体系和评价理论，并

37、进行MG的仿真模型、控制策略；建立MG模拟系统、对研究成果进行试验、测试，从理论和应用两个层面为我国MG的推广应用奠定基础,在MG的基础理论和运行理论研究方面实现突破，在MG控制与保护关键技术研究方面，取得一批开创性成果；研究开发MG智能装备，建立MG装备的测试与认证、标准体系，具备对MG装备进行入网检测和技术评价的能力；建立MG设计与运行标准、规范；在MG提高我国电网抗灾变能力的研究方面取得重大进展，并在MG示范工程中进行实证试验；建立完整的MG规划理论和方法体系；建设MG物理动态模拟仿真系统，为验证控制与保护技术及装置的性能提供实验研究平台,方向五微网关键技术研究,微网规划设计技术（201

38、0.12011.12）；微网运行控制技术（2012.12013.12）；微网能量管理技术（2011.12012.12）；微网定制电力技术（2011.12012.12）；微网可靠性技术（2011.12012.12）,分布式供电对储能技术的基本需求分布式储能综合效益评估分布式储能规划设计技术虚拟电厂中的分布式发电和分布式储能的协同设计技术,通过研究各类分布式储能的特性和技术经济性，建立分布式供电对储能在需求、规划、运行、分析等方面的评价体系，充分发挥分布式储能技术在分布式供电中强有力的技术支撑作用。,方向六分布式电源及储能关键技术,研究基于微环境数字天气预测技术，对影响光伏、风电、小水电发电出力的

39、各种因素进行权重划分，确定主、次因素研究影响出力主要因素的历史数据收集、整理，当前数据的量测技术比对各种预测技术的预测效果、计算成本。建立环境参数与光伏发电、风电、小水电出力之间的关系数学模型,建立适用于分布式供电的分布式储能体系；研究开发快速、高效、灵活、低成本的能量转换装置；建立分布式储能的仿真模型和混合互补的分布式储能方案；编制分布式储能系统的典型设计规范；开发可再生能源出力预测软件系统。,分布式电源技术（2011.12012.12）分布式储能技术（2011.12012.12）分布式供电对储能的需求研究（2010.12013.12）分布式储能综合效益评估研究（2010.12012.12）

40、含分布式储能分布式供电系统集约化规划设计研究（2011.12013.12）影响光伏发电出力关键因素的数据获取技术研究（2010.12011.12）日照强度非线性时间序列特性研究（2010.72010.12）光伏发电出力预测软件系统研发（2011.72012.6）风电出力预测软件系统研发（2011.12012.12）小水电群出力预测软件系统研发（2011.12012.12）,建立分布供电、输电和储能的综合应用示范工程，建立相应的监控中心，收集示范工程的发、供电运行维护数据，通过长时间的积累形成完备的运行数据库。进行工程运行性能、经济性、安全可靠性（包含自身和对电网影响）、管理模式等方面的评估，为

41、进一步制定分布式供电的典型（规范化）设计提供依据。,建设分布式供电示范工程，实时监控供电区域的发、输、配、用电状况，实现区域内的优化供电，分析示范工程建设、运行、管理指标，综合评估示范工程的供电性能、经济性、安全可靠性（包含自身和对电网影响）和管理模式，为制定分布式供电的典型（规范化）设计提供依据。,采用规范化关键装备的分布式供电典型示范工（2010.72013.6）基于轻型直流输电技术的分布式供电系统接入示范工程（2010.72013.12）,方向七分布式供电、输电及储能综合应用和示范,试验能力配套建设,5.3,5.3.1分布式供电仿真分析实验室,目的,分布式供电系统仿真分析实验室，是系统分

42、析分布式供电系统运行特性，深入研究大规模分布式供电系统与大电网协调运行方法的必要实验条件和基础研究平台。,内容,分布式供电系统仿真分析软件，包括微燃机、内燃机、燃料电池、光伏电池、储能装置以及负荷的数字物理仿真模型；电磁暂态和机电暂态混合仿真算法。电力系统分析软件，包括含分布式电源的配电网规划、可靠性分析工具，含分布式电源的配电网潮流、短路、稳定分析工具，含分布式电源的配电网培训仿真软件等。,目标,分布式供电实验室是全面分析分布式供电系统运行特性及其对电网在潮流、保护、可靠性、电能质量、稳定性等方面影响研究的基础工具，为分布式供电系统相关理论和分析提供仿真和验证的基本手段。实验室还可作为分布式

43、供电系统各项性能的考核检验平台。,5.3.2分布式电源并网接口检验检测实验室,目的,建立满足国家及国网公司标准要求的实验条件，为分布式电源及供电系统的接入提供接入检测，以及定期、不定期检测项目，实现并网把关和技术监督职能。,内容,指定分布式供电系统的并网动态模拟试验孤岛效应检测并网同步检测电压异常响应及频率异常响应,目标,建立并网检测（含移动式）实验平台建立主设备动模模型及动态模拟实验平台以此为基础，建立其他检测项目实验平台,5.3.3微网实验室,目的,建立MG实验室，为其运行、控制、保护等理论研究成果提供实验验证平台，使理论和实验研究相辅相成。,内容,实验室的总体设计，包括：拓扑结构及开关配

44、置设计；可模拟多种线路条件的网络模拟器的设计。分布式电源、储能装置、负荷的设计与实现，包括种类的选择和技术参数的确定及实现，重点是风力发电模拟机及可模拟多种负荷特性的电子式负载的设计实验室监控系统的设计与实现，包括监控系统的架构、测控终端的研制，通信系统设计，监控中心软件的研制，在此基础上设计出适用的监控系统,目标,建成具有完备实验研究条件的MG实验平台：可通过开关切换组合灵活改变结构，通过网络模拟器的调整改变网络参数。风力发电模拟机可准确模拟实际风机特性，电力电子式负载可通过软件设置模拟不同负荷特性。监控系统具备对实验室进行集约化的监视、控制、测量、结果分析的能力具备与RTDS等数字式电力系

45、统实时仿真系统的软、硬件接口可将被试MG置于虚拟电力系统中，进行各种接近实际工况的运行考核,5.3.4可再生能源基础数据实验室,目的,建立可再生能源资源基础数据研究实验室平台,内容,研究可再生能源基础数据测量系统，测量终端及其布点规划研究可再生能源基础数据处理系统，集数据采集、归纳整理、分析、管理于一体，形成基础数据库研究可再生能源资源基础数据库通用数据接口,目标,测量终端布点合理，可准确获取可再生能源（风力、太阳能）信息。可再生能源基础数据库具有数据冗余度小、一致性高，易维护，易使用的特点。在此基础上，建立国网公司系统可再生能源资源、信息基础数据库和信息交互平台。,六、中长期（2015-20

46、30）技术研究方向,小型抽水、压缩空气、飞轮、超级电容、相变储能、超导磁储能和电池类储能等各种分布式储能方案的特性和经济性（包括储能器件的动态特性及其与变流器的电磁耦合问题，模块化并联技术等），以实现储能系统的最佳性能；满足MG需求的多元储能复合形式及储能系统响应其需求的控制策略（如供电可靠性和并网性能等）；不同储能系统协同的MG能量管理控制策略，通过合理控制多元复合储能系统，实现分布式供电系统的最佳运行；分析影响储能系统的经济性指标（包括成本、占地面积、运行维护、寿命，储能效率和自放电特性等），对多元复合储能进行经济规划。,方向一多元混合储能技术,方向二基于多种分布式发电形式的区域协控和能量

47、管理技术,虚拟电厂（VirtualPowerPlants-VPP）是通过集中控制集合了分布式供电系统和用户网络形成的一个信息和通信系统。VPP有商业虚拟电厂（CVPP）和技术虚拟电厂（TVPP）两种类型。分布式供电系统可以同时既为CVPP又为TVPP。CVPP集成了分布式电源组合成本和运行特性，没有考虑配电网络的影响，它的服务/功能包括批发能源市场贸易，平衡投资和提供的服务等。CVPP的运营者是第三方。TVPP包括同一地域的分布式供电系统，包括本地网络对分布式电源的实时影响，也代表了分布式电源组合的成本和运行特性。TVPP提供的服务和功能包括为配电系统运营商提供的本地系统管理，为输电系统运营商提供系统平衡和辅助功能。CVPP主要从事商业方面。TVPP主要控制可控的分布式能源参与到积极主动的用户网络中的问题。通过智能接口将分布式供电系统接入虚拟电厂，针对VPP开发相应的配电管理系统和能量管理系统，制定商业规范。主要内容包括通过VPP寻求分布式电源接入和需求侧响应问题的解决方案，设计适合VPP的电