扶贫

双碳目标背景下，西北地区分布式光伏整县开发新模式为解决该地区就地消纳难、弃光严重、光伏扶贫工作分散化等问题提供了新思路，然而光伏扶贫整县市场中各方利益主体的多主体决策问题成为当前扶贫电站市场运行的重中之重。以演化博弈论为基础，构建了包含用户、国有企业、光伏企业和政府在内的四方演化博弈模型，研究了以甘肃省、青海省、宁夏回族自治区为代表的西北地区光伏扶贫整县市场多主体决策演化及参数影响。结果表明，国企和光伏企业的均衡策略均为积极策略，而由于西北地区各地光照资源、电价、用电量等不同，用户和政府的均衡结果及时间也存在差异，光照资源丰富且政府补贴力度较大的地区光伏扶贫收益较为可观，用户投资热情高涨且实现均衡时间较短；成本节约和降低租金是改善西北地区均衡路径的有效措施。

一些偏远地区、自然条件恶务，受电网建设落后、规模不足、电网建设环境复杂、造价高等条件限制，电力供应远不能满足需要，电源装机远不能满足当地经济社会发展和居民生活水平提高对电力的需求。多能互补独立微电网技术的发展使得电能与其他能源灵活的转换，提高了可再生能源综合利用效率，实现多种能源的协同优化。同时利用分布式能源系统特性与当地能源结构特性相结合，解决了偏远地区能源利用的瓶颈。在我国，多能互补独立微电网系统，尚处于发展初期，基于多能互补的微电网系关键技术在国内还没得到广泛应用。因此进行多能互补的微电网关键技术研究具有一定的前暗性和巨大的工程应用价值。依托国家实现能源转型、精准扶贫等政策，由国电南京自动化股份有限公司科研管理部牵头，2015年开始对“高寒高海拔地区多能互补独立微电网技术”展开研究。

本项目属于电气工程技术领域。山西作为能源革命综合改革试点，大力发展分布式能源、打造新能源全产业链是山西能源革命的重要战略部署。2019年底山西分布式光伏并网达88493座，近三年容量增长了771%，在地区配网中渗透率最高达56%，同时全省43%的分布式光伏为扶贫光伏，肩负着脱贫攻坚的重要政治使命。然而由于分布式光伏接入缺乏全局规划，且并网逆变器性能有待提升，实际运行中电压越限、谐波超标等问题时有发生，限制了分布式光伏的消纳，影响光伏设备和配电网的安全稳定运行。项目历时6年，产学研用协同攻关，攻克了配电网高比例分布式光伏接入规划与消纳的多项技术难题。 项目授权专利11项（发明专利9项），登记软著2项，发表论文23篇（SCI/EI检索17篇），出版专著1部，制订团标1项，研制了谐波抑制型光伏逆变器，开发了计及谐波影响的电压安全域评估软件。经中电联组织鉴定，项目成果达到国际领先水平。已成功应用于电网公司、分布式光伏、逆变器厂家和设计院所等单位，有效指导了高比例分布式光伏规划接入，提升了配电网分布式光伏消纳能力，同时项目成果积极响应国家光伏扶贫战略，为高比例分布式光伏接入配电网提供了技术解决方案，对山西能源革命战略的实施具有重大推动作用。

近年来，随着我国农村经济社会的发展，农村住房大规模新建改造，老百姓的生活水平有了很大改善，加之农网改造升级、易地扶贫搬迁电力配套工程的大规模建设，房屋及电力配套设施建设要求越来越规范、美观、整洁。为同步提升电力工程规范、安全建设，降低10kV台架变高低压同杆运行风险，便于低压线路架设，方便低压T接支线、户表搭接，利于接地验电、线路维护检修等工作，结合配电网台架变、低压集束导线运行经验，优化设计低压下户线搭接及集束导线搭接方式，创新提出集束导线多功能分接箱的安装应用;同时充分汲取近年来电力行业10kV台架变高低压同杆进出线在低压线路检修运维中，造成人员高压触电死亡事故教训，有效降低台架变高低压同杆安全隐患，对台架变部分高低压同杆进行优化布局，把JP柜及低压出线改在低压杆一侧出线，将高低压有效分离，从规划、设计、施工源头降低人员触电风险。 对台架变高低压同杆进行优化布局，有效解决低压作业时扩大停电范围，降低触电风险，减小维护及检修风险，有效实现高低压隔离，降低风险效果明显，从源头上进行解决问题，是企业实现本质安全的有效途径。 集束导线低压分接箱箱体采用不锈钢制作并带锁具，具有防水、防盗、防腐、防潮功能，能有效解决线路分段、新用户搭接、相序识别、接地等问题，减少传统金具、设备使用，安装简单，运行维护方便，使用效果较好。 此项目荣获云南电网公司普洱供电局2018年度基建工程“优秀设计二等奖”、“优质工程二等奖”；代表普洱供电局参加云南电网公司优质工程评比，荣获“云南电网公司“2018年度基建优质工程二等奖”

精准扶贫战略是目前我国重要的一项社会政治任务，由于精准扶贫对于扶贫工作数据化、数据支撑规模和进度、信息采集与沟通机制等方面缺乏与之相匹配的有效手段，客观上迫切需要对现有精准扶贫进行机制创新。因此，为实现藏区扶贫管理部门对扶贫对象的精准识别，设计具针对性的帮扶措施，课题经过深入研究和调研，以需求分析明确开发模式，通过多学科交叉研究，利用大数据、云计算、3S 等先进互联网技术，建立统一扶贫管理平台，实现精准扶贫，减少和控制返贫。项目主要内容主要包括：藏区贫困人口精准识别、“一户一策”精准扶贫措施、藏区贫困人口返贫动态监测管理、Java 与 GIS 集成信息化技术和藏区扶贫工作辅助管理等几个方面；项目可概括为一个平台，一张地图，三个精准，两个重大，简称“1132”。

在多能互补独立微电网关键技术研究中主要面临 3 大技术问题：①缺少适应高寒、高海拔地区低能耗的预制舱热管理系统。现有技术方案为加强物理保温，增加空调、加热器等，该方案对温度不敏感的蓄电池（铅炭、铅酸）虽能起到保温、散热作用，但加热器、空调等保温设备功率大，耗能多，而且效果差。②多能互补独立微电网系统，其电源一致性和电能平衡管控是多电源独立微电网的难点，也是独立微电网系统管控的重大技术挑战。现有技术采用超短期发电和负荷功率变化的预测，其时间长且准确率低，不能满足平抑波动的要求，影响微电网的稳定运行。转子发电系统如柴油发电机组、水力发电投入到运行独立的微电网中，缺少无缝切换成功的案例。③多能互补独立微电网运营管理平台尚处萌芽阶段，微电网整体性能监测与预警缺乏成功经验。现有的平台，不能监测系统的整体性能、预防故障，发现故障也无法及时处理，影响储能系统的性能及安全。上述技术问题阻碍我国多能互补独立微电网的建设与运营进程，亟需突破高寒高海拔多能互补独立微电网稳定运行关键技术，提升我国微电网技术水平，切实改善和保障民生、助力偏远无电地区发展。 依托国家实现能源转型的政策、精准扶贫的科技项目，项目团队产学研用协同攻关，历时 2年，突破了传统预制舱热管理技术、多电源发电一致性和电能平衡管控技术、运维远程控制等关键技术。主要创新：①研发了适应高寒高海拔地区预制舱热管理系统，优化预制舱内风道设计，提出了利用峰值发电来蓄热技术，实现了预制舱内储能电池表面温度均匀分布，提高了储能电池效率，降低了站用电率；②研制反向协同调控装置，提出了储能重叠追踪调控投切技术，实现了光伏等可再生能源平抑波动、平稳供电、多电源无缝切换的目的；③提出了基于双向指标的独立微电网运维远程管理平台。研发了一套可用于评估多能互补独立微电网及其子系统（子模块）的性能状态量化指标，实现了多能互补独立微网的整体性能监测与预警运维远程管理平台。项目荣获国家发明专利 26 项，实用新型 12 项，科技论文 38 篇，参与国家标准 5 项，行业标准 3 项，企业标准 1 项，专著 2 项，软著 5 项。项目研发的预制舱热管理系统、储能重叠追踪调控投切技术、微电网运维远程管理平台，已成功应用于我国 23 项高寒高海拔多能互补独立微电网工程，确保了数十亿投资的稳定收益，实现科研成果向生产应用的快速转化，推动我国多能互补独立微电网技术的快速健康发展，经济和社会效益显著。