质量技术奖励提名项目公示.docx
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质量技术奖励提名项目公示
2019年质量技术奖励提名项目公示
一、项目名称：
电能质量测评与智能优化控制关键技术及装置研发
二、提名单位：
云南电网有限责任公司
提名意见：
合格的电能质量是保障电网和用户安全经济运行的前提，据统计我国每年因电能质量问题导致的经济损失高达数百亿元人民币。
非线性负荷的日益增多，导致电能质量问题日益突出，高比例干扰源负荷的密集并网、高渗透率的新能源发电、多类干扰源间的相互影响，加剧了电能质量问题的复杂性。
现有相关研究成果在复杂条件下阻抗法的准确性、电能质量经济性评价的解耦技术、电能质量综合治理工程实践技术、装置研制与技术体系等方面不充分。
为此，项目组历时6年攻克了电能质量干扰源辨识、经济性评价、多目标优化、无差跟踪控制等多项技术难题，研发了用于电能质量测评与控制的三类装备，形成了电能质量测评与智能优化技术体系。
项目的主要创新包括：
揭示了基于阻抗法的谐波源辨识不准确性机理，提出了基于电流电压波形相关性分析的谐波源辨识方法；提出了考虑耦合指标的电能质量经济性评估模型、多目标聚类鱼群优化方法，解决了电能质量能效评价与多目标控制难题；研制了谐波源辨识成套装置、分布式电能质量经济性评价成套装置、SVG综合电能质量治理装置，解决了电能质量测量、评价与治理难题。
项目研制的测评及控制装置通过了电力工业电气设备质量检验检测中心、云南省计量测试技术研究院等国家权威机构的检测认证，技术指标国际领先。
项目解决了多干扰源的谐波源辨识、风电场负序源辨识及脱网、用户经济性评价、电能质量综合治理等问题。
项目成果引领了干扰源辨识、配电网及大用户节电测试与评价、电能质量优化控制等技术的发展，已大面积应用于云南、辽宁、吉林、江苏等省区。
经统计，近三年项目产生的直接及间接经济效益约2.7亿元人民币。
项目授权专利14项（发明专利6项、实用新型专利8项）；发表学术论文16篇，其中EI检索3篇；编写国家标准2项。
经南方电网公司组织鉴定，以罗安院士为组长的同行专家一致认为，该项目在电能质量测评技术方面达到了国际领先水平。
提名该项目为2019年质量技术奖。
三、项目简介
本项目属于电气工程电能质量与电力电子技术领域。
电能质量经济损失严重，且往往被忽视，据统计上海市年度电能质量经济损失约37~109亿元人民币，云南省年度电能质量经济损失在9.1亿元人民币以上。
云南电网电能质量具有稳态指标突出、超标严重、类型复杂的特点。
为解决云南电能质量问题，项目组将“看病”与“治病”融为一体，提出了电能质量测评与控制技术及装备体系，并重点针对电能质量干扰源测评、经济性测评、电能质量控制系统建模、多目标智能优化、无差跟踪控制等技术难题开展了研究工作，取得的创新性成果包括：
（1）两类测评方法，基于相关性分析的干扰源辨识法和基于能效评估模型的经济性评价方法；
（2）三项控制技术，Prony辨识技术，智能鱼群算法的优化技术；多目标广义比例积分控制技术；
（3）四类测评及控制装置，谐波源辨识装置、经济性评价装置、配电网串补装置和谐波无功综合治理装置。
项目研制的测评及控制装置通过了电力工业电气设备质量检验检测中心、云南省计量测试技术研究院等国家权威机构的检测认证，结果显示：
装置在测量精度、控制精度、响应时间等技术上与国际同类产品保持一致，在分析功能、数据同步等指标上优于同类产品。
利用项目研究成果不仅解决了云南电网电能质量的“看病”难问题，也为“治病”难问题提供了技术参考，利用项目研究成果成功解决了雷应山风电场负序源辨识及脱网问题、变电站谐波源辨识问题、用户经济性评价问题、电能质量综合治理等问题。
项目研究成果实现了电能质量测评成套装置的零突破，促进了并联有源型电能质量综合治理设备的应用及推广，项目研制的装置已推广应用于云南、辽宁、吉林、江苏、海南等八省区，产生的年度直接及间接经济效益约9036.58万元人民币。
项目授权发明专利6项、实用新型专利8项，受理发明专利6项；发表学术论文16篇，其中EI检索3篇；参与编写国家标准2项。
以罗安院士为组长的鉴定委员会认为项目研究成果总体达到国际先进水平，其中电能质量测评技术达到了国际领先水平。
四、客观评价
1.科技成果评价
2017年2月5日，中国南方电网有限责任公司在昆明组织召开了“电能质量测评与智能优化控制关键技术及装置研发”科技成果鉴定会。
鉴定委员会听取了项目的工作报告、技术报告、测试报告、经济效益分析报告、科技查新报告和应用情况介绍，审阅了相关技术资料。
经质询、答疑和讨论，形成如下鉴定意见：
1、提交的鉴定资料完整、规范，符合鉴定要求。
2、项目组针对云南电网的稳态电能质量问题，攻克了电能质量干扰源测评、经济性评价、电能质量控制系统建模、多目标优化、无差跟踪控制等多项技术难题，并研发了相关电能质量装备。
主要创新点如下：
主要创新点包括：
（1）揭示了一般阻抗法的谐波源辨识不准确性机理，提出了基于电流电压波形相关性分析的谐波源辨识方法。
（2）提出了基于能效评估模型的电能质量经济性评估方法、多目标聚类鱼群方法，解决了电能质量能效评价与多目标控制难题。
（3）研制了谐波源辨识成套装置、分布式电能质量经济性评价成套装置、SVG综合电能质量治理装置，解决了电能质量测量、评价与治理难题。
3、本项目研制的装置通过了国家权威机构检测，并应用于雷应山风电场的负序源辨识、多座变电站的谐波源辨识、玉昆钢铁公司的经济性评价、110kV四街变等的电能质量综合治理，应用效果显著。
鉴定委员会认为成果总体达到国际先进水平，其中电能质量测评技术达到了国际领先水平。
同意通过鉴定。
2.科技成果查新
项目“电能质量测评与智能优化控制关键技术及装置研发”通过了云南省科学技术信息研究院的编号为（2017）53b2001374的国内外范围的科技查新，针对以下查新点进行了查新：
“1）研究了基于阻抗法的谐波源辨识不准确性的机理，即，由于非特征次谐波的不收敛性导致辨识具有理论上的不准确性，由于特征次谐波存在数学建模误差打、电网谐波水平动态变化大等因素导致辨识具有测量上的不准确性；2）提出了基于波形相关性的多谐波源辨识方法，即，首先测量馈线的主导次谐波电流以及母线谐波电压，然后通过功率方向判断是否为谐波发射源，再采用波动量法分析各馈线谐波电流与公共连接点处谐波电压的相关性，最后依据相关性指标判定各馈线对公共连接点处谐波污染的责任；3）提出了基于能效评估模型的电能质量经济性评估方法，即，首先建立评估指标体系，然后进行数据预处理和能效指标筛选，最后建立能效评估模型；4）提出了多目标聚类鱼群算法及控制器参数优化方法，即采用prony算法辨识控制对象的传递函数，利用多目标聚类鱼群算法实现多目标优化，利用广义比例积分控制实现无差跟踪调节；5）提出了电能质量测评与智能优化技术及装备体系，即，首先采用波形相关性分析技术与装备开展多谐波源或负序源辨识，然后采用基于能效评估模型的电能质量经济性评估方法或装备开展电能质量经济性分析，最后采用多目标聚类鱼群算法开展多目标优化方法及控制器参数优化。
其查新结论为：
经过对比分析，除本项目外，国内未见采用类似的技术或者工艺的公开文献报道。
3.技术检测
项目研制的装置通过了电力工业电气设备质量检验测试中心、江苏省计量科学研究院、云南省计量测试技术研究院权威检测机构的认证。
4.用户评价
元谋雷应山风电场：
“我单位（国电新能源110kV雷应山风电场）风电机组在投运初期，曾出现过严重的风机频繁脱网事故，严重时每天都会有数十台/次的风电机组发生脱网事故，严重影响到我单位的生产运行。
2012年2月，我单位委托云南电网有限责任公司电力科学研究院系统所专业人员到现场进行了实际测试，并出具了测试报告。
在找到了负序原因，并经技术整改后再未发生过类似风机脱网事故。
”
5.标准制定
参与GBT35726-2017《并联有源型电能质量控制设备性能检测规程》和GBZ32880.1-2016《电能质量经济性评估》标准制定
6.论文发表
[1]周鑫,王韶,张文龙,汪俊宇,覃日升,李胜男.配电网固定串联补偿多目标优化[J].电力系统保护与控制,2017,45（24）:
115-122.
[2]周鑫,王韶,汪俊宇,覃日升,李胜男,龚小燕.串补改善感应电动机起动引起的配电网电压暂降[J].云南电力技术,2017,45（05）:
93-97.
[3]王辉,刘炜,李群湛,易东,郭成.基于复数域偏最小二乘法与等值法的多谐波源责任划分[J].电力系统自动化,2017,41（04）:
78-85+119.
[4]崔梦雨,刘炜,马超,金安旭,郭成.基于PQDIF格式的多通道便携式电能质量监测装置开发[J].测控技术,2017,36（02）:
115-119.
[5]周鑫,李胜男,覃日升,王立春,王兴.配电网串补设备的应用以及优化改进[J].电气技术,2017（01）:
83-86.
[6]马超,刘炜,金安旭,许伶俐,崔梦雨,郭成.基于LabWindows/CVI的电能质量监测系统设计[J].测控技术,2016,35（10）:
97-100.
[7]郭成.基于电容器开短路法的谐波阻抗计算方法研究[J].云南电力技术,2016,44（02）:
1-3.
[8]周鑫,龚小燕.多目标聚类鱼群算法配电网无功规划[J].云南电力技术,2016,44（01）:
6-8+25.
[9]周鑫,李胜男,覃日升,俞海.农网长线路加装串补改善电压质量的研究[J].电气技术,2015（12）:
94-97+114.
[10]徐志,程乐峰,余涛,郭成,郑炜楠.电力节能诊断计算器手机应用程序设计[J].广东电力,2015,28（11）:
116-120.
[11]覃日升,魏承志.SVG应用于电网电能质量综合治理研究[J].云南电力技术,2013,41（S1）:
40-44.
[12]周鑫,诸弘安,马爱军.基于多种群蚁群算法的多目标动态无功优化[J].电网技术,2012,36（07）:
231-236.
7.专利分析
项目已经在中国申请了相关专利：
已授权专利：
专利发表情况
序号
专利名称
授权号
专利类型
国家
1
一种串联补偿位置确定方法
ZL201510844000.4
发明
中国
2
一种改善含小水电配电网电压质量的方法
ZL201510967800.5
发明
中国
3
一种基于多目标聚类鱼群算法配电网无功优化方法
ZL201310624371.2
发明
中国
4
一种配电网串联补偿装置
ZL201510099470.2
发明
中国
5
一种基于AP聚类数据筛选的谐波责任划分
ZL201610091171.9
发明
中国
6
一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法
ZL201610091637.5
发明
中国
7
一种新型配电网串联补偿装置
ZL201520129601.2
实用新型
中国
8
一种配电网串联补偿电路及系统
ZL201520962955.5
实用新型
中国
9
一种火花间隙保护装置
ZL201520963130.5
实用新型
中国
10
一种便携式节电监测分析仪面板
ZL201521007026.5
实用新型
中国
11
低压串联补偿旁路断路器
ZL201521073584.1
实用新型
中国
12
一种插座式用户用电行为分析装置
ZL201720009389.5
实用新型
中国
13
一种节能检测仪
ZL201720009442.1
实用新型
中国
14
基于链式功率单元拓扑结构实现有源滤波功能的链式SVG
ZL201220715015.2
实用新型
中国
已受理专利：
专利发表情况
序号
专利名称
受理号
专利类型
国家
1
一种配电网串联电容器配置方法
201510969440.2
发明
受理
2
一种电力变压器经济剩余寿命评估方面与系统
201610051790.5
发明
受理
3
一种低压单相谐波阻抗测量方法及装置
201610052836.5
发明
受理
4
一种多负序源责任分摊方法
201610058818.8
发明
受理
5
一种改善配电网络电压骤降的方法及装置
201610808054.X
发明
受理
6
一种插座式用户用电行为分析系统及使用方法.
201710006560.1
发明
受理
五、应用情况和效益
（1）应用1：
解决了雷应山风电场的负序脱网问题（应用证明）；
（2）应用2：
解决了玉溪玉昆钢铁厂的用电经济性评价问题（应用证明）；
（3）应用3：
解决了10kV牛达线的末端低电压问题（应用证明）；
（4）应用4：
四街变电能质量综合治理（应用证明）；
经济效益方面：
应用项目的研究成果产生的直接和间接年均经济效益约为9036.58万元人民币。
社会效益方面：
（1）在减少劣质电能质量造成的经济损失及用户投诉方面，具有显著的社会效益。
（2）在提高用电效率及节能减排方面，具有显著的社会效益。
（3）在促进电能质量测评及控制技术发展，产生新的业态等方面具有重要社会效益。
六、主要知识产权和标准规范等目录（不超过10件）
知识产权
（标准）
类别
知识产权（标准）具体名称
发明（中国）
一种串联补偿位置确定方法
发明（中国）
一种改善含小水电配电网电压质量的方法
发明（中国）
一种基于多目标聚类鱼群算法配电网无功优化方法
发明（中国）
一种配电网串联补偿装置
发明（中国）
一种基于AP聚类数据筛选的谐波责任划分
发明（中国）
一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法
实用新型（中国）
一种新型配电网串联补偿装置
实用新型（中国）
一种配电网串联补偿电路及系统
实用新型（中国）
一种火花间隙保护装置
实用新型（中国）
一种便携式节电监测分析仪面板
七、主要完成人情况表
姓名
排名
行政职务
技术职称
工作单位
完成单位
对本项目贡献
郭成
1
高级工程师
云南电网有限责任公司电力科学研究院
云南电网有限责任公司电力科学研究院
本项目的项目负责人，主要负责电能质量干扰源辨识技术和谐波源责任划分研究
覃日升
2
高级工程师
云南电网有限责任公司电力科学研究院
云南电网有限责任公司电力科学研究院
主要负责电能质量无功补偿综合治理技术研究
李群湛
3
教授
西南交通大学
西南交通大学
外委方负责人，主要负责电能质量干扰源辨识技术研究。
徐志
4
高级工程师
云南电网有限责任公司电力科学研究院
云南电网有限责任公司电力科学研究院
主要负责电能质量经济性评估研究
周鑫
5
高级工程师
云南电网有限责任公司电力科学研究院
云南电网有限责任公司电力科学研究院
主要负责配电网电能质量串补技术研究
况华
6
高级工程师
云南电网有限责任公司生产技术部
云南电网有限责任公司电力科学研究院
对项目关键环节进行技术指导和工作协调。
赵泽平
7
工程师
云南电力技术有限责任公司
云南电力技术有限责任公司
设备和装置研发相关工作。
王韶
8
副教授
重庆大学
重庆大学
配电网串联补偿技术研究。
师魁
9
无
南京灿能电力自动化股份有限公司
南京灿能电力自动化股份有限公司
主要负责电能质量经济性测评装置开发过程中硬件设计和制造，软件的下装，装置的组装和调试等
孙贤大
10
总工程师
工程师
辽宁荣信兴业电力技术有限公司
辽宁荣信兴业电力技术有限公司
负责链式SVG的参数选型与设计，控制算法仿真及实现工作。
解绍锋
11
副院长
教授
西南交通大学
西南交通大学
电能质量经济性评价研究工作。
何鑫
12
工程师
云南电网有限责任公司电力科学研究院
云南电网有限责任公司电力科学研究院
成果汇总、整理和技术报告编写。
向川
13
助理工程师
云南电网有限责任公司电力科学研究院
云南电网有限责任公司电力科学研究院
成果汇总、整理和技术报告编写。
周伟
14
兼任党支部副书记
高级工程师
云南电网玉溪供电局检修试验所
云南电网玉溪供电局
现场技术方案研究和制定。
龙叶兰
15
工程师
云南电网有限责任公司红河供电局
云南电网有限责任公司红河供电局
测试分析相关工作。
八、主要完成单位情况表
单位名称
云南电网有限责任公司电力科学研究院
排名
1
法定代表人
薛武
所在地
云南昆明
通讯地址
云南省昆明市经开区云大西路105号云电科技园
对本项目实质性贡献：
1）项目整体技术和实施方案；
2）项目的组织和协调；
3）电能质量干扰源辨识关键技术研究；
4）电能质量经济性评价技术研究；
5）配电网串补技术研究及应用；
6）基于SVG的电能质量综合治理技术研究及应用；
7）验收相关文档的撰写；
单位名称
西南交通大学
排名
2
法定代表人
徐飞
所在地
四川成都
通讯地址
中国四川省成都市二环路北一段111号
对本项目实质性贡献：
阻抗法的干扰源辨识不准确性机理研究和测试相关工作，包括：
1）基于电容器投切的各次谐波阻抗测量和基于电容器投切的谐波功率信噪比分析；
2）基于负荷自然波动的各次谐波阻抗测量和结果分析；
3）基于仿真分析的谐波源辨识。
单位名称
重庆大学
排名
3
法定代表人
张宗益
所在地
重庆
通讯地址
重庆市沙坪坝区沙正街174号
对本项目实质性贡献：
配电网串补技术相关研究，包括：
1）基于多目标聚类鱼群算法配电网无功规划；
2）采用串联补偿改善含长线配电网电压的分析研究；
3）含长线配电网串联补偿和并联补偿的对比分析研究。
单位名称
辽宁荣信兴业电力技术有限公司
排名
4
法定代表人
张春生
所在地
辽宁鞍山
通讯地址
辽宁省鞍山市高新区108号
对本项目实质性贡献：
配电网串补技术相关研究，包括：
1）基于多目标聚类鱼群算法配电网无功规划；
2）采用串联补偿改善含长线配电网电压的分析研究；
3）含长线配电网串联补偿和并联补偿的对比分析研究。
单位名称
南京灿能电力自动化股份有限公司
排名
5
法定代表人
章晓敏
所在地
江苏南京
通讯地址
南京市江宁区莱茵达路699号
对本项目实质性贡献：
主要承担电能质量经济性测评成套装置研制，主要包括：
1）硬件设计，装置开发、组装与调试等；
2）电能质量经济性测评成套装置推广应用。
单位名称
云南电网有限责任玉溪供电局
排名
6
法定代表人
薛武
所在地
云南玉溪
通讯地址
云南省玉溪市红塔区玉兴路上段玉溪供电局检修试验所
对本项目实质性贡献：
1）协助开展玉昆钢铁厂的电能质量经济性测试和分析工作；
2）协助开展四街变电能质量综合治理工程示范研究和工程实施。
单位名称
云南电力技术有限责任公司
排名
7
法定代表人
李晓平
所在地
云南昆明
通讯地址
云南省昆明市经济技术开发区云大西路105号
对本项目实质性贡献：
谐波源测试及电能质量经济性测试相关工作，包括：
1）四街变谐波源辨识测试与分析；
2）玉溪玉昆钢铁厂电能质量经济性测试；
3）玉溪四街变电能质量测试。
完成人合作关系说明
与项目完成人合作关系说明如下：
1.共同立项
2.论著合作
3.产业合作
4.共同完成成果
升级会员 