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中國新能源接入量世界第一,其中分布式新能源正以年均接近300%的速度增長,但“即接即忘”的并網模式導致應用效率低下、管控及運維難度大等問題,制約分布式能源高效接入能源互聯網。因此依托互聯網環境,將新一代信息技術與分布式新能源深度融合,形成具備設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放等特征的能源互聯網,是推動中國能源革命的重要戰略支撐。
以提升分布式新能源基礎設施管控水平、支撐源-網-荷優化協調運行為目標,以物理信息空間融合的迭代優化為主要技術思想,該項目在短距離混合通信技術、物理信息空間融合、云管控應用系統開發三個層面開展技術研究和成果應用,主要工作內容如下:
(1)研發了分布式新能源智能量測數據高效通信技術。提出電力線通信與無線射頻通信(PLC/RF)雙網絡并行混合通信方法,提升了量測系統短距離通信效率;構建了扁平化分層全面量測物聯網架構,利用快速密度聚類方法篩選通信網重要節點并進行管理和維護,提升了通信網絡的可靠性和穩定性。
(2)提出了分布式新能源物理信息空間互聯互通互操作機制與方法。提出了分布式新能源物理信息空間融合技術架構,建立分布式新能源設施設備的信息模型,設計數據字典、互聯互通協議棧和數據控制機制,對各類設備進行統一描述,形成統一信息模型,實現了分布式新能源實體在信息空間的虛擬映射。
(3)構建了分布式新能源運行優化智能模型庫和互聯網云服務平臺。建立了故障診斷預警、發電效率分析、功率預測、用戶新能源應用負荷分析等設備維護和運行優化模型,開發了分布式新能源管控云服務平臺,支持不同類型用戶對分布式能源系統相關設備設施進行遠程運維、并網管理和用能負荷分析。
主要技術指標:
(1)涵蓋光伏、風電、風光一體等分布式新能源電站;
(2)短距離雙網絡混合通信模式雙向通信成功率提高5%以上;
(3)新能源設備故障預測準確率90%以上;
(4)分布新能源設備遠程控制效率提高30%以上;
(5)分布式能源設備運營商運營成本最高降低15%以上。該項目取得集理論、技術和應用系統于一體的系列成果。項目經過中國信息情報所國內查新以及中國電力企業聯合會科技成果鑒定,認為創新性強、實用性高,整體達到國內領先水平,在物理信息融合相關技術方面達到國際先進水平。已獲授權發明專利2項、實用新型專利2項,軟件著作權4項,發表學術論文4篇。
項目成果已廣泛應用,覆蓋分布式新能源全產業鏈,用戶包括電網公司、分布式新能源設備廠商及運營商等,聯合南京南瑞太陽能科技有限公司、國電南瑞南京控制系統有限公司對其新能源控制系統與并網裝置進行技術升級,近三年已經在河南、江蘇、浙江、山東等地區大范圍應用,主要完成單位新增5000萬元,其他應用單位新增經濟效益5686萬元。