该成果属于能源计算与测量领域。低压配电台区是电网供电的末端最小单元,其稳定性和安全性直接关系到企业和千家万户的供电安全与服务水平。早期电网建设更加重视发电和输电环节,但分布式光伏发电随机性强、波动性大,低压配电网智能化程度低,供用电基础设施薄弱。数以亿计的电网末端设备无法实时感知电压、电流、功率因数等电网运行状态,电能质量无法有效保障,电网经济运行水平较低。低压配电网故障发现不及时,定位不准确,客户投诉多。低压用户用电负荷特性差异大,波动性大,影响电网安全稳定运行。
本项目系统性研究了电网末端智能感的算法、模型、芯片、终端、平台和仿真等关键技术。
1.提出了电网末端设备抽象建模、混合认证、分层架构、精准感知技术,设计了电网末端大规模全景感知与监测系统,实现低压配电台区线路、开关、表计、光伏逆变器等5亿多台设备的全景智能感知,低压配电台区线损率降低***%,解决了电网末端运行状态无法实时、准确监测的难题。
2.提出了双向异频异速的不对称信息交互等方法,突破时频分集拷贝、多载波调制、时序优化、多网络协调等技术,研制了物联感知芯片,实现了故障和停电的主动感知与快速响应,供电可靠率由***%提升至***%,电力营商环境改善由世界124位提升至12位,解决了配电网供电可靠性偏低的问题。
3.提出了基于云边协同的多能源数据分层有序灵活汇集方法,自主研发了区域自治终端,首次构建了大规模区域能源自动调节与优化网络,提升网络资源利用效率50倍,调节与控制响应时间由30s降至3s,解决了海量用电设备、分布式光伏、客户侧储能等随机无序接入影响配电网安全稳定运行的难题。
项目获得授权发明专利68项,集成电路布图5项,发表论文52篇,编制技术标准31项,出版专著2项。项目成果覆盖超5亿电力用户,超670万水气热用户。近三年收入超79亿元,新增利润超25亿元。由刘吉臻院士领衔鉴定为国际领先,项目为提高供电可靠性、优化营商环境、改善民生和促进经济社会发展成效显著,全球营商环境报告称中国“获得电力”已达全球最佳水平。推动京津冀公共基础设施智能化升级,在推动京津冀地区智慧城市建设、促进首都产业结构升级、推动首都产业高质量发展等方面发挥了重要支撑作用。
评价单位:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团 (中国电工技术学会)
评价时间:2022-09-05
综合评价
该项目系统性研究了满足能源互联网末端智能感知与监测的关键技术:一是设计了能源互联网末端大规模全景感知与监测系统,实现低压配电台区线路、开关、表计等设备的全景智能感知,基于大数据技术实现了企业开工、用能效率、住房空置率等分析算法,在抗疫攻坚时期及时实现了复工复产相关数据支撑;二是研制了综合能源感知芯片,首次提供了以电力设备为网关的水气热表计接入服务;三是自主研发了基于边缘计算框架的模组化区域自治终端,破解了低压用电设备安全有序可靠接入难题;四是提出了系统级网络结构持续自动优化方法,首次建立了电网末端智能感知测试平台,破解了一致性与可靠性保障难题。项目获得授权发明专利68项,集成电路布图5项,发表SCI、EI等论文52篇,编制技术标准31项,出版专著2项。项目成果覆盖超5亿电力用户,超670万水气热用户。近三年收入超79亿元,新增利润超25亿元。由刘吉臻、何积丰两位院士领衔鉴定为国际领先,项目优化电力营商环境成效显著,全球营商环境报告称中国“获得电力”已达全球最佳水平。推动京津冀电水气热等公共事业信息化服务升级,在复工复产关键时期为相关重要决策提供数据支撑。
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