太阳能微网智能发电系统-项目可行性研究报告.doc

深圳市技术创新计划创业资助项目可行性研究报告 深圳市科技计划项目可行性研究报告项目名称：太阳能微网智能发电系统的研发申请单位：深圳市有限公司项目负责人：联系电话：电子邮箱：传 真：目 录一、项目实施的背景和意义11.1 项目所面向的我市经济、社会和科技发展等有效需求11.2项目的先进性41.3 项目的重要性和必要性51.4 项目的可行性71.5 项目在行业发展中的地位和作用91.6 预期实现的经济和社会效益10二、技术发展趋势及国内外发展现状132.1 项目相关技术的发展趋势132.2 项目相关行业知识产权情况152.3 项目产品的市场需求情况15三、项目主要研究内容173.1 项目涉及的技术领域、工艺范畴173.2 拟解决的关键技术问题173.3 拟采用的技术原理、技术方法、技术路线以及工艺流程173.4 项目的主要技术创新点183.5 项目涉及的相关知识产权19四、项目预期目标204.1 在技术进步、工艺创新方面可实现的预期成果204.2 可考核的技术指标204.3 可考核的经济社会效益指标20五、项目实施方案215.1 项目的组织管理方式215.2 项目的技术实施步骤225.3 项目的科技资源综合利用225.4 项目的成果产业化策略225.5 研发资金的筹集与投入245.6 知识产权和技术标准的对策措施25六、项目计划进度26七、现有工作基础和条件277.1 申请单位在相关技术领域的已有研发基础、主要研究成果277.2 项目实施具备的支撑条件27八、研发团队308.1 研发团队简介308.2 项目核心研发人员情况30II一、项目实施的背景和意义1.1 项目实施背景本项目所开发的太阳能微网智能发电系统，属于分布式光伏发电系统，由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控系统、保护装置组成的小型发配电系统，能够实现自我控制、保护和管理，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。现有直流微网系统尚处于建模仿真和小功率实验系统的实现阶段，微网的研究现在还处于实验室或展示平台阶段，进行小型微网系统模型设计非常必要，这不仅能使微网技术具体化，同时也有利于推进微网技术的发展。深圳是国家经济发展的重要城市，重点发展能源经济、低碳环保行业对深圳市的经济转型具有重大意义。1.1.1 经济发展的需求据日本经济新闻2014年3月9日报道，欧洲光伏行业协会（EPIA）公布的数据显示，2013年全球光伏发电行业新增装机容量达到3700万千瓦，比2012年增长24%。中国首次跃居首位，包括日本在内的亚洲国家也功不可没。过去一直拉动这一市场的欧洲已连续两年下降，可见光伏产业的主要拉动引擎已由欧洲变成了亚洲。报道称，中国2013年新增装机容量1130万千瓦，相当于2012年的近3倍，约占全世界的三成，超过整个欧洲（1025万千瓦）。欧洲光伏行业协会数据显示，中国市场的潜力，尤其是当前较低的组装件价格，将保证中国光伏市场在未来5年内实现高速发展，到2016年装机容量将达到10GW，累计总装机容量有望超过35GW，见下表。2013年7月，中国把2015年底之前光伏发电总装机容量的目标从原先的2100万千瓦提高到3500万千瓦。表 2010年-2016年中国光伏市场情况与预测（单位：MW）项目2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年适度增长模式装机容量520220030003350350037504500适度增长模式累计装机容量893309361009300128001660021100政策驱动模式装机容量500060007000800010000政策驱动模式累计装机容量8100141002110029100391002015年装机容量目标5000注：“适度增长模式”假定的是一个相当悲观的市场情形；“政策驱动模式：是假定引入或延续充足的政策支持。智能微网发电系统的并网前景广阔。智能微电网是在终端用户侧兴起的电网建设和运行模式，适应分布式能源（风光等新能源和页岩气）发展。欧美等发达国家的屋顶光伏项目就属于分布式发电，以现代互联网为代表的信息和控制技术为基础，以最大程度利用不稳定供能的新能源为目标，具有高度的灵活性、可接入性和安全性，能够满足用户兼具发电和用电的特性。但是我国的智能微网建设还比较滞后，近年来，国家有关部门和电网企业着力开发智能电网，但主要目标还是满足电力大规模集中远距离输送的需要，没有充分发挥终端用户微网系统的并网潜力。面对上述市场状况，我公司作为光伏产业的一部分，只有不断地进行技术创新，才能在竞争激烈的市场环境下为新能源产业的发展做出贡献。我公司正在开发的太阳能微网智能发电系统具有环保、节能、高效、低碳等特点，可为公司带来可观的收益，也将为行业及产业链带来新的亮点、创造新的收益。按行业内标准的比例测算评估，我公司此项技术的创新5年时间内将为社会直接或间接创造超20亿元人民币的产值，直接或间接带动三千人以上的就业。其中项目产品的研发、封装测试、销售与应用、出口环节主要是在我市。1.1.2 社会发展需求随着现代工业化发展，电力、煤炭、石油、核电等不可再生能源频频告急，同时碳排放量对环境的危害日益突出，全球约有20亿人得不到正常的能源供应，能源问题成为制约国际社会经济发展的瓶颈。全世界都把目光投向了可再生能源，其中太阳能以其独有的优势，成为人们关注的焦点。太阳辐射能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.61012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多，应用范围日益广阔，市场规模逐步扩大，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力成为各国的发展重点。我国的太阳能资源比较丰富而且分部范围较广，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。太阳能发电具体应用可分为光热发电和光伏发电，其中光伏发电就是利用光伏电池的光伏效应，将接收到的太阳能转化成为我们所需要的电能。时至今日，光伏发电已成为公认的太阳能利用中最具有发展前景的方式，从转化效率与设备成本的发展来看，太阳能的光伏发电都要优越于光热发电。光伏发电不仅不需要消耗任何燃料，而且其大小规模可以按地区来选择，可以离网发电也可以并网发电；且它是无噪声的、无污染的、建设周期相对较短，使用的寿命周期长，设备运行安全可靠，维护简单，这些广为人知的优点都是太阳能光伏发电大规模发展的基础。伴随着光伏电池材料技术的不断提高，前级光伏电池的价格不断下降，光伏发电规模日益扩大与发展。会使得光伏发电系统拥有更加广阔的前景。目前，国家鼓励各类电力用户、投资企业、专业化合同能源服务公司、个人等作为项目单位，投资建设和经营分布式光伏发电项目。本项目太阳能微网智能发电系统正是在这样的市场需求前提下应运而生。我司自主研发和生产的太阳能微网智能发电系统集成了高效光电转换，智能能量分配，并网、离网多种输出，系统数据采集计算、自动维护与远程检测控制的发电系统，这不仅大大拓宽了现有的太阳能狭小的应用范围，而且还大幅提高了太阳能的转换效率，同时减少废气的排放，降低了产品投资成本，为太阳能发电走进千家万户奠定了坚实的基础，为节能环保做出了重大贡献。 1.1.3 科技发展的需求当前，中国光伏发电将以户用光伏发电系统和建设小型光伏电站为主，解决偏远地区无电村和无电户的供电问题，为偏远地区农牧民提供最基本的生活用电；借鉴发达国家发展屋顶系统的科技经验，在大中城市，在公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公园、车站等公共设施照明中推广使用光伏电源，缓解用电密集区的电网压力。但是这些太阳能应用方式均为离网发电，离网发电系统主要用于电网没有接通的地区，一般用来为单独的用电户日常生活的供电。在阳光充足时，蓄电池可将多余电能储存起来以备夜间或者阳光不足时满足用户的用电需求，而当电池达到饱和的时候，多余的电能都会被浪费掉。采用这种供电方式需要投入较高的蓄电池成本，且使用寿命有限，这种供电方式的使用范围相当有限。在当前国内电网越来越完善的情况下，实现光伏系统的微网智能化，是今后光伏市场发展的最终方向。太阳能微网智能系统通过光伏设备数据采集器采集来自直流电计量控制装置、电能储存装置和直流交流转换装置中的信号，并传送到网络服务数据库，由网络服务数据库进行远程实时备份，并将信号信息通过Web 服务器提供到客户机的Web 页面。可以对太阳能发电进行无线远程监控，实现自动并网离网、计算机Web页面显示内容、远程控制开、关机，及时对控制器、逆变器、储能单元进行维护，方便地对数据进行存储和调用，最终大大提高了工作效率，降低了微网系统的运行成本，提高了经济效益，积极推动了微网智能发电的科技发展。1.2项目的先进性太阳能微网智能发电系统集成了高效光电转换，智能能量分配，直流与交流多种输出，系统数据采集计算、远程检测、控制、维护的发电系统设置于一体的太阳能发电系统，结构示意图如下：图 1 太阳能发电系统结构示意图图 2 太阳能发电系统工作原理示意图该产品区别于目前常规太阳能发电系统技术相比而言，具有显著的先进性：1、本系统使用微处理器和专用控制算法实现智能化控制，最大程度上对系统进行保护，延长系统的使用寿命。2、系统采用GPRS无线发射接收功能，通过计算机实时监测运行情况，并随时可储存调用。3、实现远程控制技术，利用计算机远程控制发电系统开、关机，及时对控制器、逆变器、储能单元进行检测、维护及数据分析，大大提高了工作、经济效益，降低了微网系统的运行成本。4、本系统在结构方面采取将充电控制器、逆变器和蓄电池内置于电源控制箱体内形成一体化，便于移动、安装和调试。5、机箱上所配置的LED显示面板，进行实时监测功能显示，显示蓄电池电压、交流输出电压等，让系统运行的状况一目了然，能够帮助用户实时了解系统的运行状态。6、精准的储存容量检测技术，能够精确判断储能电池的剩余能量和使用时间，准确的在市电供电和太阳能供电状态中自动切换，成功实现太阳能供电和市电供电并网输入，实现零响应和零切换速度。7、具有过充、过放、过载保护及独特的电子短路保护与防反接保护（蓄电池接反、保险丝熔断，更正连接后换保险丝可正常使用），所有保护均不损害其它部件，具有自我维护功能。8、具有TVS防雷保护，保证了系统的稳定性、可靠性和安全性。1.3 项目的重要性和必要性1.3.1 项目的重要性全球化石能源的日益短缺和日渐增大的环境压力大大推进了太阳能光伏产业的发展，国际能源署预测，太阳能将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，未来还将成为世界能源供应的主体之一。鉴于国家2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%45%的减排承诺和非化石能源占一次能源消费的比重不低于15%的双目标压力，党中央、国务院高度重视太阳能等可再生能源的发展，太阳能发电技术进步加快，呈现较高的增长速度。国家可再生能源“十二五”发展规划对太阳能开发利用指标提出新的要求，国家能源发展“十二五”规划（征求意见稿）指出，到2015年太阳能发电装机容量将达到1000万千瓦。太阳能发电产业正孕育着新的经济增长点，也是新一轮国际能源产业竞争的战略制高点。中国人口众多，人均能源资源量很低，发展可再生能源是中国的必然选择，其中太阳能电池发电是最有前景的技术之一。中国有丰富的太阳能资源，仅在1%的荒漠上搞光伏发电，就可以发出相当于中国2003年全年的耗电量。我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平方米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。近20年来，中国光伏产业长期维持在全球市场1%左右的份额。随着国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来国内光伏容量将大幅增加。中国已将新能源产业上升为国家战略产业，未来10年拟加大对包括太阳能在内的新能源产业投资，以减少经济对石化能源依赖和降低碳排放。未来五到十年中国光伏发电有望规模化发展。户用光伏系统由于其功率小，灵活多样，安装方便等特点，适于在广大无电地区的农牧民和游牧民族生活用电，通信基站，医疗，金融供电电源等采用，同时随着电池技术的进步与发展，户用光伏发电系统逐步走向城市。目前我司所设计的太阳能微网智能发电系统与国家的相关计划正好吻合，解决了广大缺电、少电地区的用电同时又能满足电量不充足地区的用电，我们的目标就是让太阳能走进千家万户，因此，太阳能微网智能发电系统其前景诱人，市场广阔，急需我们去推广和实施。1.3.2 项目的必要性随着可再生能源接入电网技术的发展，太阳能微网发电系统已成为智能电网配网必不可少的组成部分。传统太阳能光伏微网系统受地理气象条件的限制，铺设专用通信链路较困难且费用较高，同时电网运行参数变化剧烈，实时监测和操作要求更高。将这些分散式的太阳能系统进行集中调度管理，实现大电网的调峰、分配、计量、有效使用等，已成为当前光伏产业发展的必然趋势。本项目开发的太阳能微网智能发电系统，将实现分布式太阳能的自动并网、离网和实时监控，可以将地域上广泛的、分散的太阳能光伏系统联系起来，构成一个安全的、智能化的、分散式的绿色能源管理系统。1.4 项目的可行性1.4.1 政策机遇2012年年底，国家电网出台相关政策，明确支持分布式光伏发电；2013年2月27日，国家电网公司发布关于做好分布式电源并网服务工作的意见；2013年11月26日，中国财政部发布财综【2013】103号文件关于对分布式光伏发电自发自用电量免征政府性基金有关问题的通知，文件指出，对分布式光伏发电自发自用电量免收可再生能源电价附加、国家重大水利工程建设基金、大中型水库移民后期扶持基金、农网还贷资金等4项针对电量征收的政府性基金。对光伏企业开发B2C市场来说，这些措施是明显的利好信号。今后，用户不但能用分布式光伏电力给自家供电，还可将用不完的电出售给电网，根据国家发改委2013年8月26日发布的文件国家发展改革委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知，广东省内的用户光伏发电自用部分可以获得0.42元/千瓦时的补贴，多余电力并入电网后可获得1元/千瓦时的收入。从政策层面上看，国内B2C光伏市场的潜力非常可观。1.4.2 市场机遇2013年，全球光伏新增装机市场达到36GW，同比增长近12%。其中全球主要装机国家如日本、德国和美国的装机量分别达到6.4和3.5GW。欧洲地区光伏装机量约为9GW，装机全球占比由过去的50%以上下降至26%，市场需求连续两年下滑。我国新增装机量达10GW，同比增长122%，居全球首位，其中光伏大型地面地站约为7GW，分布式发电约为3GW。2013年，国务院出台“国发24号文”等多个政策文件，从上网电价、补贴资金、并网管理等多个层面破解国内应用市场发展的瓶颈，力促国内市场的规模化启动。光伏电站在现有补贴水平和出力无限制的情况下，利润高企，电站投资受到各路资本追捧。另为赶在2013年底前并网以获得1元/瓦的电价，掀起了一轮大型电站建设高潮。国家也高度重视分布式发电发展，在“十二五”末所规划的35GW容量中，有20GW为分布式发电。而在2014年光伏建设12GW的指导目标中，有8GW为分布式发电。2014年，在光伏发电成本的持续下降、政策的持续利好和新兴市场快速兴起等有利因素的推动下，全球光伏市场仍将持续扩大。预计2014年全球光伏新增装机量将达到43GW，我国将达到12GW，大型电站和分布式发电均为6GW左右。图3 2011-2014年我国光伏新增装机量、增长率及全球新增装机量太阳能微网智能发电系统由于其功率小，灵活多样，安装方便等特点，适于分散在广大无电地区的农牧民和游牧民族的生活用电，以及通信基站、医疗、金融供电电源等采用，同时随着电池技术的进步与发展，户用光伏并网发电系统逐步走向城市。目前我司所设计的太阳能微网智能发电系统与国家的市场趋势正好吻合，对于解决广大缺电、少电地区的用电同时又能满足电量不充足地区的用电具有不可小觑的力量，我们的目标就是让太阳能走进千家万户，其前景诱人，市场广阔。 1.4.3 技术可行性1、现有成熟关键技术2013年成立的深圳市有限公司，是一家专业开发光伏电站、微网智能发电系统、光伏应用产品的研发型企业，主要从事光伏电站、微网智能系统、应用产品的开发及销售，公司专注于应用类、微网智能类光伏发电领域的技术创新，提供相关产品整套的系统集成方案。2013年投入研发费用70多万，完成了光伏微网智能系统的前期研发，包括光伏系统GPRS无线发射接收、利用计算机对光伏系统运行情况实时监控（发电数据储存、调用）、实现远程操控；自动对控制器、逆变器、蓄电池维护等6个项目，目前已完成了微网智能发电系统的整体方案设计，研发项目完全属于自主创新。已掌握相关专利近4项，其中三项受理中。在太阳能微网智能发电系统的设计和产品优化上积累了大量丰富经验。基于公司现有的光伏分布式电站、光伏应用产品平台，开发微网智能系统产品，关键技术已成熟。 图4 太阳能大鹏发电系统 图5 太阳能家用发电系统2、已攻克的关键技术在太阳能微网智能系统中，并不是直接简单的进行能量转换，当微网发电系统工作时，MEA的直流控制传感器需要对PV组件、控制器、蓄电池、逆变器的电压、电流信号采样，经直流计量装置MEA中央处理器计算、比对、隔离，转换成数字信号，发送至LCD模块和GPRS通信模块，显示PV组件发电电压、电流、发电量。GPRS通过无线技术，将数据传输发送，通过远程计算机进行实施对系统的工作状态操作监控。MEA能自行对系统设备进行维护保养，无需人工进行。3、待研究的关键技术在现有技术上，微网智能发电系统功能基本能够满足用户使用要求。由于当前的微网系统实施成本高，发展规模受到很大的限制，因此现阶段主要攻克技术难关是需要根据不同的使用情况解决微网发电直接驱动带载性，例如通过逆变后直接驱动负载，通过脉冲调宽技术来实现系统的稳定性，从而来降低系统的运营成本，以促进光伏发电微网化、实用化。1.5 项目在行业发展中的地位和作用中国太阳能资源非常丰富。在“十二五”时期，中国太阳能发电将进入多元化的较大规模应用阶段。一是在西部太阳能资源丰富地区，加快离网与并网太阳能电站建设，建成并网太阳能电站500万千瓦。二是大力推广城市屋顶太阳能分布式发电，鼓励用户自发自用。三是在国家组织实施的100个新能源示范城市和200个绿色能源示范县建设中，积极推广太阳能发电的应用，研究探索光伏发电和智能微电网系统的协调发展，为太阳能分布式发电建立技术和管理支撑体系。到2015年，中国太阳能发电累计容量将达到1000万千瓦左右，太阳能发电能实现用户平价上网；到2020年，太阳能发电的价格能与传统化石能源基本持平。2012年5月23日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，分析经济形势，部署近期工作。会议特别指出，着力扩大内需，完善促进消费的政策措施。抓紧落实扩大节能产品惠民工程实施范围，支持太阳能微网智能发电系统进入公共设施和家庭。而且在会议上只提到了太阳能微网智能发电系统，其他产品只用“等新能源产品”一词来概括，足见太阳能微网智能发电系统的重要性已经引起了国家的高度重视。太阳能微网智能发电系统正是在顺应国家政策和市场需求的情况下推出，将带动太阳能产业链下游用户市场的的发展。太阳能微网智能发电系统由于其灵活的并网离网功能，以及可远程控制等特性，适合比较分散且相互独立的普通用电户，其较低的实施成本亦能为普通用电户所接受。分布式电源大量接入电网后可能会对国家电网运行的稳定性、潮流分布、电能质量、继电保护等方面带来诸多不利影响，同时制约分布式发电技术产业化应用，光伏发电微网智能系统的出现有效地解决了这些问题。本项目的成果实施，将为光伏微网系统的推广应用起到良好的示范和借鉴作用，在中国新能源行业和低碳经济领域具有重要意义。1.6 预期实现的经济和社会效益1.6.1 预期经济效益太阳能是未来能够实现可持续发展的首要选择。我国大力支持和发展太阳能发电是基于我国的能源结构和储备现实所决定的。未来新能源占能源供应体系中的份额将逐年提升。2012-2020新能源体系发展规划即明确了步奏和方向。是真正的节能减排的有效手段。是实现减排目标的现实途径。项目实施期内，2015年将产生120万元销售额，并获得净利润15万元，实现税收9万元。依靠公司现有的销售网络，项目实现销售后，2016年有望产生800万元销售额，并获得净利润100万元，实现税收60万元。项目产业化推广期5年内的销售收入有望实现销售收入1.1亿元以上，项目产品的销售收入欲测见下表所示。表1-1 项目产品销售收入预测序号项目合计年度20142015201620172018201920201营业收入（万元）11,760.000120.00840.001,800.003,000.003,000.003,000.002营业税金及附加73.3800.755.2411.2318.7218.7218.722.1城市维护建设费用42.8100.443.066.5510.9210.9210.922.2教育费附加18.3500.191.312.814.684.684.682.3地方教育费附加12.2300.120.871.873.123.123.123增值税611.5206.2443.6893.60156.00156.00156.004营业成本8,232.00084.00588.001,260.002,100.002,100.002,100.005销售费用710.40012.0050.40108.00180.00180.00180.006管理费用1,053.0005.4075.60162.00270.00270.00270.007财务费用49.2800.003.567.6212.7012.7012.708利润总额1,641.94017.85117.20251.15418.58418.58418.589所得税246.2902.6817.5837.6762.7962.7962.7910净利润1,395.65015.1799.62213.48355.79355.79355.7911税收931.1909.6766.50142.50237.51237.51237.51关于销售收入和应交税金估算表的几点说明：1） 增值税进项税和销项税按17%计算，所得税按国家对高新技术企业的优惠税率15%计算。2） 销售价格按照企业预测售价计算3） 城市维护建设税为：应交增值税适用税率（7%）4） 教育附加税为：应交增值税适用税率（3%）5） 地方教育附加税为：应交增值税适用税率（2%）6） 销售费用按销售收入的10%计算；管理费用按销售收入的7%计算；财务费用按销售收入的0.5%计算。经测算，各项财务数据和评价指标表明，本项目的盈利性较好，经济效益显著，能为企业增加较大的利润，为国家上缴可观的税收，同时具备一定的抗风险能力。全面衡量结果，认为本项目在经济上是合理的、可行的。1.6.2 预期社会效益太阳能微网智能发电系统结合了太阳能技术和储能电站技术，属于国家高新技术产业。太阳能微网智能发电系统的推出，将带动太阳能产业链的发展，为光伏微网系统的推广应用起到良好的示范和借鉴作用，在产生良好经济效益的同时，也将为本市带来非常可观的社会效益，在中国新能源行业和低碳经济领域具有重要意义。相对于大型电力系统（主电网），微网是系统中的一个可控单元，它可以在短时间内作出响应以满足外部主电网的需要；而对于普通用户，微网可以满足本地负荷的特定电能质量要求，并可提高供电可靠性、降低线损等。分布式光伏发电接入及微网运行控制试点的运行成功将为实现电网最大化接纳分布式电源，节能降耗、提高能效积累宝贵经验，从而为提高城市供电可靠性，增强电网整体抗灾能力和灾后应急供电能力奠定坚实的基础。太阳能微网智能发电系统不仅有利于节省不可再生资源，平衡能源的单一供给状况，还可以保护环境，减少温室气体排放。本项目产品微网发电系统装机容量有3KW、5KW、8KW等，以5KW装机装机容量为例，并网电压等级为220V，并网运行后，每年可发电约9000kwh，节约标准煤3420Kg，减排二氧化碳7920Kg。此外，本项目的实施和推广，可以带动本地经济的增长，增加就业岗位。预期可培养企业技术骨干4名，优秀项目管理人才3名，相关研发人员5 名，项目产品的推广应用，将增加本地50个以上的就业岗位。34二、技术发展趋势及国内外发展现状2.1 项目相关技术的发展趋势2.1.1 技术的发展趋势概述国家电网公司已于2009年明确提出智能电网的发展计划，即加快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、自动化和互动化特征的统一的坚强智能电网。在此背景下，微网作为智能电网的有机组成部分，应当积极贯彻中国建设坚强智能电网的发展战略。同时又需要结合自身特点，着眼中国实际国情，将包容性、灵活性、定制性和自治性作为微网技术发展的基本方向，积极推进微网在中国的发展和应用。1、包容性包容是微网发展的重要方向。微网的包容性主要体现在以下几个方面:（1）微网能够有效接纳分布式电源。通过引入储能技术和智能控制技术，可有效改善分布式电源的波动性及间歇性影响。（2）微网与大电网相兼容作为补充单元参与并网运行。（3）微网能够包容先进的电力技术，例如快速仿真计算、电源优化控制、分布式储能、先进的能量管理以及高级计量等技术。（4）微网可根据自身发展需要，允许更多小型模块化的装置接入，易于扩展规模，且可即插即用。2、灵活性充分发挥微网小型化、模块化、分散式的特点来弥补大电网的不足。（1）微网具有单一可控、灵活调度的特点，可作为备用电源。在大电网异常情况下，确保重要负荷的供电。（2）微网运行模式的灵活切换可以保证在紧急情况下能够从大电网解列，实现独立运行，提高所辖负荷的供电可靠性；同时具备电网黑启动能力，能够提高灾后应急能力。（3）微网可以实现偏远地区供电。其灵活组网的特点能适用在偏远农村地区，通过因地制宜地组建不同形式和规模的微网，解决偏远地区用电难的问题。3、定制性微网的定制性体现在用户对电力的需求。（1）微网可以组建在中心城区，通过对负荷分级，提供分级供电，满足不同用户的电能质量需求，实现灵活供电。（2）微网通过利用电力电子装置、固态控制器、快速故障解除开关、储能系统等元件，向电能质量敏感的用户提供所需的可靠性水平和电能质量水平。4、自治性自治运行是微网基本特点。作为小型能源网络，自治要求微网能够实时维持自身的能量平衡，可脱离主网独立运行。（1）基于实时通信、快速控制和储能单元，微网能够在稳态和暂态过程中实现功率平衡和电压/频率的稳定。（2）通过实时监控及时预警故障前兆，降低故障概率，并能对已发生的故障自动采取措施进行控制和纠正，使系统迅速恢复到正常运行状态，确保微网安全可靠运行。2.1.2 国内外研究开发、产业化状况从全球范围来看，欧洲是采纳和使用分布式发电和微型电网技术的先驱，北美在能源储存技术方面占主导地位。这些地区将引导分布式能源系统的发展以及新一代技术和产品的应用。能源管理系统、分布式管理系统和通讯技术是能源储存的关键技术，分布式发电和微型电网以及服务于电网系统的配套设备如网络仪表、负荷监控和时时能源管理等将来都可应用云技术，将信息储存到云服务器上。美国电器和电子工程师学会（IEEE）公布的一份关于“未来电力系统：能源储存、分布式发电和微型电网案例研究”的新报告，此报告详细阐述了在未来5 年里，能源储存、分布式发电和微型电网技术将推动全球智能电网的发展。微型电网概念提出后受到各国重视，将其视为分布式发电无缝集成到现有电力系统的重要组织方案和技术，目前，微型电网的研究已经有了较大的发展。中国微网发电系统与发达国家相比，我国在该领域的总体研究水平还有较大差距，主要表现为关键技术自给率低、关键装备研发少、研究项目多，示范工程少。目前我国的微电网项目尚处于试验示范推广阶段，仅在极个别示范区、海岛有所应用，从规划设计、设备选型到投产运行等各方面均面临着诸多问题。2.1.3 我市相关行业与国内外先进水平的差距我市微网发电技术与发达国家相比，该领域的总体研究水平还有较大差距，主要表现为关键技术自给率低、关键装备研发少、研究项目多，示范工程少。目前我国的微电网项目尚处于试验示范推广阶段，仅在极个别示范区、海岛有所应用，从规划设计、设备选型到投产运行等各方面均面临着诸多问题。1、很多微电网设备是新研制产品，不能满足实际需求，缺乏现场经验（如微电网运行管理设备）；2、微电网监控与能量管理系统目前尚处于研发阶段，功能不完善，无法满足运行管理要求；3、从运行情况来看，微网系统投资及运维成本高。4、为满足微电网孤网运行要求，实现自身电力电量平衡，要求配置的储能装置容量占总容量的80%以上，但目前储能系统建设投资成本较高；5、微电网监控平台及能量管理系统目前尚处于开发试运行阶段，投资成本高；6、微电网运行维护需培训专门的微网运行维护人员，承担微网所有设备的运行维护责任，尤其对于偏远地区或孤立海岛的微电网，相较一般电网运维成本高。2.1.4 项目产品与国内外相关产品的主要技术指标比较本项目产品无论是国内还是国外国均还没有非常成熟的产品，本项目产品主要是根据现阶段技术，满足使用者追求的最佳工作方式。2.2 项目相关行业知识产权情况项目相关知识产权主要包括本公司的4项实用新型专利，其中2项已获得授权证书，另外2项申请已受理。1、2、3、4、2.3 项目产品的市场需求情况2.3.1 项目产品的主要用途 我公司项目产品开发的太阳能微网智能发电系统，主要用于建造地面太阳能电站、分布式发电系统、户用发电系统等项目。主要市场：工业园区、校区、商业楼宇、医院、公共建筑、居民楼等偏远地区及地理孤岛（海岛）、通讯基地、沙漠治理、农业温室等等行业，用于远程智能监控与管理。太阳能微网智能系统所面对的领域就是：工业、商业、通讯、医疗、军事、电子、环境治理、农业发展、生活居住。2.3.2 项目产品的经济寿命期预计未来，节能、环保、低碳是科技和社会追求的总趋势，本项目开创了太阳能微网智能系统应用技术领域的新思维模式，在原有的技术基础上，根据不同的应用环境，微网智能系统利用GPRS无线接收传输数据，实行远程检测控制系统，已达到节能、高效、环保标准。本项目产品太阳能微网智能发电系统是技术的创新应用，其经济寿命预计在20年以上。2.3.3 项目产品需求分析据预测，2010-2015年我国的太阳能领域市场规模将超过500亿元，年递增速度约20。新型高效太阳能智能供电并网系统及储能设备主要应用于并网发电系统、工业系统、太阳能用户系统、民用商品等领域，市场前景非常广阔，如果很好的把握现在的市场时机，新型高效太阳能智能供电并网系统及储能设备产品会取得丰厚的市场回报。太阳能微网智能发电系统具备良好的市场前景，预计项目在未来三五年内能够带来可观的经济效益。2.3.4 本项目产品的国内外市场竞争能力分析太阳能微网智能系统主要运用于光伏电站、分布式光伏电站等领域，仅就电站而言，国内市场就十分巨大。由于我国能源行业快速发展，电站对微网智能需求发展很快。由于历史的原因，我国发展的微网智能发电系统与世界发达国家差距较大。为了改变这种被动局面，我国政加大该领域的投资力度，大力发展微网智能发电系统。微网智能系统市场很大，但是目前国内市场还不成熟。能将节能、环保、低碳的微网智能系统成熟化，量产化，普遍化，我公司还需要继续努力，市场前景非常广阔。三、项目主要研究内容3.1 项目涉及的技术领域、工艺范畴本项目的技术领域涉及太阳能发电技术，尤其涉及一种太阳能智能微网发电系统。现在，新能源如太阳能在许多地方得到了广泛应用。微网是分布式发电（distributed generation，缩略词为DG）的一种组织形式，其由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控系统、保护装置组成的小型发配电系统，能够实现自我控制、保护和管理，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。现有直流微网系统尚处于建模仿真和小功率实验系统的实现阶段，微网的研究现在还处于实验室或展示平台阶段，进行小型微网系统模型设计非常必要，这不仅能微网技术具体化，同时也有利于推进微网技术的发展。项目的工艺范畴涉及到光伏系统系统配置技术、GPRS定位无线传输技术、远程监控技术、数字化模拟转换等技术。3.2 拟解决的关键技术问题本项目主要解决 MEA1的直流控制传感器的的设计问题。采样提取PV电池组件发电时的电流、电压信号，经直流计量装置MEA1中央处理器计算、比对、隔离，转换成数字信号，发送至LCD模块和GPRS通信模块，显示PV组件发电电压、电流、发电量，属于核心控制模块。必须要保证MEA1、LCD、GPRS的模块数据稳定，否则会影响系统运行的可靠性或远程监控效果。3.3 拟采用的技术原理、技术方法、技术路线以及工艺流程3.3.1 项目的技术原理在工作过程中，对光伏组件、控制器、蓄电池、逆变器的电压、电流信号采样，经MEA中央处理器计算、比对、隔离，转换成数字信号，发送至LCD模块和GPRS通信模块，显示PV组件发电电压、电流、发电量。通过计算机远程数据接收，来达到远程操控系统的目的，非常方便的便于系统管理、监测、维护。3.3.2 项目的技术方法1、采用独特的电路结构来对组件电压、电流信号，进行分析计算。2、采用先进的计量装置对信号比对、隔离，转换成数字信号，发送至LCD模块和GPRS通信模块。3、采用新颖的