高性能智能微电网系统集成关键技术与计测控装备研发与东南大学.docx
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高性能智能微电网系统集成关键技术与计测控装备研发与东南大学
科技进步奖公示:
项目名称
高性能智能微电网系统集成关键技术及计测控装备研发与应用
提名者
江苏省教育厅
提名意见
我单位认真审阅了“高性能智能微电网系统集成关键技术及计测控装备研发与应用”项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目符合填写要求。
按照要求，我单位和完成人所在单位都已对该项目进行了公示，目前无异议。
项目围绕高性能智能微电网中的关键技术和计测控装备研发与应用开展了大量研发工作，针对高可靠性新能源并网技术，设计了基于IIR滤波和数字整形的信号处理方法，提出了基于发电出力曲线斜率的光伏防窃电方法，采用了更加稳定的准Z源逆变器；为了提升计量精度，采用了基于最小二乘的FIR低延迟和快响应采样滤波，设计了宽量程电能表，提升了计量终端的准确性；针对故障限流问题，设计了系列故障限流装置包括基于新型超导材料的阻抗复合型超导故障限流器等，提升了微电网的故障控制能力；针对电能质量问题，设计了三相四开关型有源电力滤波器滞环控制方法，混合储能VSI平抑微电网功率波动的控制方法以及基于分解算法的微网电能质量治理方法，多维度提升电能质量治理水平；在微网中采用了计测控一体化终端，融合了电能计量、信息采集、馈线监控等功能，设计了高性能智能微电网的整体框架，提升了微电网的智能化程度。
所研发的适用于微电网的计测控一体化终端和宽量程电能表具备成本低、自动化和智能化水平高等优点，产品的各项性能参数都达到了国内外领先水平。
研究成果已成功应用到生产实践中，创造了显著的经济与社会效益。
对照省科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为2018年度江苏省科学技术进步一等奖。
项目简介
项目“高性能智能微电网系统集成关键技术及计测控装备研发与应用”以省部级科技项目为基础支撑，对高可靠性新能源并网技术、高精度微电网计量技术、微电网快速限流保护技术和微网高电能质量治理技术等方面进行了深入的理论研究和实践探索，提出了满足微电网现场实际需求的解决方案，并以此为基础进行了推广应用。
有效提高了微电网系统的智能化程度，满足了微电网系统的高性能要求，推动了我国高性能智能微电网系统的推广建设和技术升级，对于走创新型智能微电网道路，掌握自主核心技术具有十分重要的理论意义和实际工程应用价值。
客观评价
1、江苏省厅课题验收意见
（1）项目组提交的技术资料齐全完整，符合验收要求
（2）项目对微电网运行进行深入研究，通过理论研究，数学建模，仿真分析，实验验证的技术路线，获得以下创新性成果：
①高可靠性新能源并网技术。
采用一种基于IIR数字滤波器和数字整形的光伏逆变器电流畸变的信号处理方法，提出了一种基于发电出力曲线斜率的光伏防窃电方法，提升了微电网系统的数据可靠性，在此基础采用准Z源逆变器结构增强了设备的可靠性。
②高精度微电网计量技术。
实现了基于最小二乘的FIR低延迟和快响应特性的采样滤波，设计了基于FPGA的同步时钟闭环校正系统和基于误差补偿RTC校准方法，提升了计量终端的稳定性和准确性。
③微电网快速限流保护技术。
设计了应用于微电网的系列故障限流装置，结合超导材料的性能优势和常规故障限流器的经济优势，提升了微电网的可靠性和故障控制能力。
④微电网高电能质量治理技术。
从底层控制和顶层配置两个维度提升微电网中电能质量水平，保证了敏感负荷的电能品质，并设计了基于三相四开关有源电力滤波器和混合储能逆变器的双层电能质量治理方法。
⑤高性能智能微电网系统。
在微电网系统中集成了高可靠性并网技术、高精度计量技术、快速保护技术，并采用了计测控一体化终端，提升了微电网的智能化水平和系统性能水平。
⑥项目研究成果在实体工程中得到了成功的应用,使用效果良好,经济效益显著,具有良好的推广应用价值。
综上所述,该成果总体达到国内领先水平,专家组一致同意通过验收。
2、江苏省科技查新咨询中心所查新报告
综合本次国内文献检索结果，并于本委托项目查新点对比分析，得出结论：
1、分别已见光伏逆变器采用基于IIR数字滤波器和数字整形电流畸变的信号处理方法、通过预测发电量和实际上网功率比较的光伏防窃电方法、光伏逆变器采用了准Z源逆变器结构的报道，但本委托项目所述一种基于发电出力曲线斜率的光伏防窃电方法，在所检文献中未见述及；
2、分别已见微网采用FIR采样滤波、一种FPGA的同步时钟装置、智能电表领域采用RTC校准方法、基于量程转换器的宽量程电能计量装置的报道，但本委托项目所述FIR基于最小二乘法，FPGA的同步时钟采用闭环校正，在所检文献中未见述及；
3、已见应用于微电网的桥路型故障限流器的报道，但本委托项目所述桥路型故障限流器具有电流均衡效果，在所检文献中未见述及。
除本委托单位申请的中国专利201020658289.3、中国专利201010586957.0外，本委托项目所述具有自保护功能的故障限流装置以及基于新型超导材料的阻抗复合型超导故障限流器，在所检文献中未见述及；
4、分别已见三相四开关型有源电力滤波器采用滞环控制、混合储能采用分层平抑功率波动方案的报道，但本委托项目所述基于分解算法的微网中重要节点的电能质量治理方法，在所检文献中未见述及；
5、分别已见计测控一体化终端用于微电网，具有电能计量，用电信息采集等功能、馈线监控系统可无线通信的报道，但本委托项目所述同时具备上述功能，在所检文献中未见述及。
推广应用情况
该研究成果已经成功应用于江苏华西村变电所配电网升级改造项目和国网河北省电力公司石家庄分公司等项目，共获得经济效益约35240万元，新增就业人员150余人，累计利税超8000万元。
主要知识产权证明目录（不超过10件）
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
（地区）
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
发明专利有效状态
发明专利
一种降低光伏逆变器电流畸变信号处理方法
中国
201410520268.8
2017-02-15
第2381611号
国家电网公司、江苏省电力公司、江苏省电力公司电力科学研究院
史明明、袁晓冬、陈兵、柳丹、吕振华、汪志成
授权
授权发明专利
基于光伏出力曲线斜率的光伏窃电识别方法
中国
ZL201510506123.7
2017-05-17
第2483690号
国家电网公司、江苏省电力公司、江苏省电力公司电力科学研究院、南京理工大学
史明明、陈兵、袁晓冬、李群、周建华、殷明慧、谢云云
授权
授权发明专利
光电互感器中多数字源采样率转换的快速滤波方法
中国
ZL201310616102.1
2016-06-29
第2129694号
东南大学
梅军、马天、钱超、郑建勇、倪玉玲、朱超、朱丹
授权
授权发明专利
一种准Z源逆变器
中国
CN201310027995.6
2015-01-28
第1578195号
东南大学
梅军、郑建勇、邓凯、孙博、梅飞、付广旭
授权
授权发明专利
一种智能电表RTC校准方法
中国
ZL201410514520.4
2017-02-08
第2375400号
江阴长仪集团有限公司
闫书芳、张晓东、陈文藻、顾舜孝、华号、曹晓峰、陶英浩
授权
授权发明专利
一种具有自保护功能的复合型超导故障限流装置
中国
ZL201010586960.2
2013-06-26
第1225801号
东南大学
梅军、郑建勇、姚磊、姚成
授权
授权发明专利
一种具有电流均衡效果的桥路型故障限流器
中国
ZL201210428261.4
2012-10-31
第1548705号
东南大学
郑建勇、姚磊、梅军、施智祥、刘宾、王佳成
授权
授权发明专利
三相四开关型有源滤波器的滞环控制方法
中国
ZL201410024721.6
2016-05-04
第2060832号
东南大学
梅军、胡洛瑄、郑建勇、张宸宇、郭邵卿、周福举
授权
授权发明专利
一种基于混合储能VSI平抑微网功率波动的控制方法
中国
ZL201410579897.8
2016-06-29
第2126052号
东南大学
郑建勇、梅军、张宸宇、胡洛瑄、周福举、邓凯
授权
授权发明专利
一种微网中重要节点电能质量治理方法
中国
ZL201510182793.8
2017-01-25
第2362122号
东南大学
郑建勇、胡路苹、张宸宇、胡洛瑄、缪恵宇、张震、胡子杰、梅军
授权
完成人情况
姓名：
郑建勇排名：
1行政职务：
常务副院长技术职称：
教授
工作单位：
东南大学电气工程学院
对本项目贡献：
负责项目的总体规划与研究思路的制定，组织并主持了高性能智能微电网系统关键技术集成的理论研究以及计测控装备的样机研发。
设计了一种准Z源逆变器，提出了一种同步采样时钟闭环校正方法，提升了微电网系统并网稳定性和计量精度。
设计了应用于微电网中的系列故障限流装置，提出了电能质量治理装置设计方法和配置方案。
为创新点1，2，3，4做出了主要贡献。
姓名：
闫书芳排名：
2行政职务：
技术副总经理技术职称：
副高
工作单位：
江阴长仪集团有限公司
对本项目贡献：
适用于微电网的宽量程电能表和计测控一体化装置系统的产业化研发的牵头组织者，全程参与了宽量程计量装置和一体化集成系统的性能测试和产品化研发工作，设计了该项目相关产品技术路线和实施方案，并对宽量程计量装置的稳定性、可靠性和精确性进行了深入的研究。
为创新点2，5做出了主要贡献。
姓名：
梅飞排名：
3行政职务：
无技术职称：
讲师
工作单位：
河海大学能源与电气学院
对本项目技术创造性贡献：
对本项目贡献：
全程参与了项目设计研究与管理实施。
针对微电网中保护问题，提出了微电网中的故障限流方法，设计了系列故障限流装置，采用超导材料提升了故障限流装置的性能，完善了微电网系统中的保护技术。
组织并参与了计测控一体化终端以及高性能智能微电网系统的设计和研发。
为创新点3，5做出了主要贡献。
姓名：
陈文藻排名：
4行政职务：
项目经理技术职称：
中级
工作单位：
江阴长仪集团有限公司
完成单位：
江阴长仪集团有限公司
对本项目贡献：
全程参与了智能配用电测控保护计量集成系统的产业化研发工作，系统研究了其中的区域保护和信息交互安全问题。
提出符合国密的嵌入式安全算法并应用于实际产品，实现集成系统在数据交互过程的安全认证与数据加密。
为创新点1，5做出了主要贡献。
姓名：
张宸宇排名：
5行政职务：
无技术职称：
工程师
工作单位：
国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
对本项目贡献：
全程参与了项目设计研究与管理。
针对配电网电能质量问题，提出了三相四开关型有源电力滤波器的滞环控制方法和基于混合储能的功率波动平抑方法，设计了适用于微电网的电能质量治理装置配置方案，从微观控制和宏观规划两个层面保证了微电系统中的电能质量。
为创新点1，4做出了主要贡献。
姓名：
史明明排名：
6行政职务：
副主任技术职称：
高级工程师
工作单位：
国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
对本项目贡献：
全程参与了微电网高可靠性并网技术研究，研究了基于IIR数字滤波器和数字整形的光伏逆变器电流畸变的信号处理方法，提出了一种基于发电出力曲线斜率的光伏防窃电方法，提升了微电网系统的数据可靠性为创新点1做出了主要贡献。
姓名：
梅军排名：
7行政职务：
无技术职称：
副教授
工作单位：
东南大学电气工程学院
对本项目贡献：
全程参与了微电网高精度计量技术研究，研究了应用于电子式互感器中采样率转换的低延迟滤波方法，简化了滤波算法，降低了滤波导致的延迟，为计量设备的精度提升提供了基础。
提出一种基于巴沃特斯模拟滤波思想的多数字源快速滤波方法，采用双线性变换，实现了采样频率的归一化，避免了混叠失真，提升了计量装置的采样精度。
为创新点3做出了主要贡献。
完成单位
及创新推广贡献
完成单位：
东南大学
项目的全面管理，组织和完成项目的立项调研、项目方案制定等工作，并在项目实施过程中提供人力物力等资源支持。
与合作单位保持密切联系，充分发挥产学研合作的优势。
具体负责以下内容的研究工作：
1、调研、资料收集、现场实际考察；
2、准Z源逆变器结构设计和控制策略研究；
3、微电网高精度计量技术研究；
4、故障限流装置原理研究和结构设计。
5、电能质量治理装置设计和配置方案研究。
完成单位：
江阴长仪集团有限公司
1、量程计量装置和一体化集成系统的性能测试和产品化研发工作，设计了该项目相关产品技术路线和实施方案；
2、对宽量程计量装置的稳定性、可靠性和精确性进行了深入的研究。
完成单位：
河海大学
协助东南大学完成智能微电网、故障限流器等技术成果的研究与开发。
完成单位：
国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
1、针对配电网电能质量问题，提出了三相四开关型有源电力滤波器的滞环控制方法和基于混合储能的功率波动平抑方法，设计了适用于微电网的电能质量治理装置配置方案，从微观控制和宏观规划两个层面保证了微电系统中的电能质量；
2、研究了基于IIR数字滤波器和数字整形的光伏逆变器电流畸变的信号处理方法，提出了一种基于发电出力曲线斜率的光伏防窃电方法。
完成人合作关系说明
“高性能智能微电网系统集成关键技术及计测控装备研发与应用”项目完成人为：
郑建勇、闫书芳、梅飞、陈文藻、张宸宇、史明明、梅军。
项目大体分工如下：
郑建勇负责项目的总体规划与研究思路的制定，组织并主持了高性能智能微电网系统关键技术集成的理论研究以及计测控装备的样机研发。
具体负责以下内容的研究工作：
1、调研、资料收集、现场实际考察；2、准Z源逆变器结构设计和控制策略研究；3、故障限流装置原理研究和结构设计；4、电能质量治理装置设计和配置方案研究。
闫书芳是适用于微电网的宽量程电能表和计测控一体化装置系统的产业化研发的牵头组织者，全程参与了宽量程计量装置和一体化集成系统的性能测试和产品化研发工作。
具体负责以下内容的研究工作：
1、设计了该项目相关产品技术路线和实施方案；2、对宽量程计量装置的稳定性、可靠性和精确性进行了深入的研究。
梅飞全程参与了项目设计研究与管理实施。
具体负责以下内容的研究工作：
1、提出了微电网中的故障限流方法，设计了系列故障限流装置，采用超导材料提升了故障限流装置的性能，完善了微电网系统中的保护技术；2、组织并参与了计测控一体化终端以及高性能智能微电网系统的设计和研发。
陈文藻全程参与了微电网测控保护计量集成系统的产业化研发工作，系统研究了其中的数据交互以及信息安全问题。
具体负责以下内容的研究工作：
1、提出了符合国密要求的嵌入式安全算法，设计了智能微电网系统的数据交互系统方案；2、进行了产品化实现，保证集成系统在数据交互过程的安全认证与数据加密。
张宸宇全程参与了项目设计研究与管理。
具体负责以下内容的研究工作：
1、提出了三相四开关型有源电力滤波器的滞环控制方法和基于混合储能的功率波动平抑方法；2、设计了适用于微电网的电能质量治理装置配置方案。
史明明全程参与了微电网高可靠性并网技术研究。
具体负责以下内容的研究工作：
1、研究了基于IIR数字滤波器和数字整形的光伏逆变器电流畸变的信号处理方法；2、提出了一种基于发电出力曲线斜率的光伏防窃电方法，提升了微电网系统的数据可靠性。
梅军全程参与了微电网高精度计量技术研究。
具体负责以下内容的研究工作：
1、研究了应用于电子式互感器中采样率转换的低延迟滤波方法；2、提出一种基于巴沃特斯模拟滤波思想的多数字源快速滤波方法，提升了计量装置的采样精度。
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