学科专业评审组:计算机与系统科学组
项目名称:智慧 “源-网-荷-储”稳定控制与协同优化关键技术及应用
提名单位: 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
提名等级:一等奖
提名单位意见: 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、西安交通大学、上海电气风电集团股份有限公司、国家电投集团青海光伏产业创新中心有限公司、山东电工电气集团数字科技有限公司等单位,长期面向国家级科技项目及国家能源工程重大需求,依托国家级、省部级重点实验室、工程技术中心等平台,通过产学研用协同攻关,攻克了智慧 “源-网-荷-储”稳定控制与协同优化关键技术难题,建立了涵盖设计、运行、控制的完整方法体系。在柔性互联设备高效调控与系统协同优化运行等关键技术方面,被同行专家认定为达到了国际领先水平。目前,该成果已成功应用于中电建青海共和100万千瓦光伏光热发电系统、汕头“风-光-储”一体“能源互联网+”示范工程、国网新疆营销服务中心2022年能效公共服务(面向新型电力系统的低碳智慧用能及柔性负荷控制示范项目)等多项工程的规划、设计、建设和运维,有力推动了“源-网-荷-储”系统从技术示范向产业化规模化发展,产生了巨大的经济效益与社会效益。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:黄晶晶
    排名:1
    行政职务:自控所副所长
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1、2、3、4项科技创新做出了创造性贡献;(2)研究了源网储荷容量配置,充分考虑源、网、储、荷各环节的相互影响,实现了系统整体性能的优化提升;(3)研究高性能储能变流器及高可靠性柔性互联装置协同控制算法;(4)合作源网荷储系统一体化设计及运维管控关键技术研究与平台开发;(5)研发出适用于源网储荷系统的实时调控算法;(6)佐证材料:附件1、8、10、11、12、14、24、33、37、39、40、41。
    曾获国家科技奖励情况:2023年度中国自动化学会自然科学奖二等奖,新型配电网下的控制和保护关键技术及其应用研究,第1完成人,编号:2023-Z-2-031。
  2. 姓名:彭怀午
    排名:2
    行政职务:副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1、3、4项科技创新点做出了创造性贡献;(2)提出了基地式源网荷储系统的规划设计方法,研究了日前经济调度模型、日内运行协同优化,有效提升了新能源消纳能力;(3)参与设计多能源系统一体化运维,构建源网荷储系统一体化运行维护管控技术平台;(4)构建混合多模式回归预测模型;(5)设计智慧能源管理决策平台;(6)佐证材料:附件2、3、6、19、21、23、26、27、31、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2024年度工程建设科学技术进步二等奖,风电场风能资源数值模拟关键技术研究及应用,第2完成人,编号:2024-J-2-046-D01;2024年度中国可再生能源学会科学技术奖二等奖,风资源精细化评估关键技术与国产化仿真设计平台开发,第3完成人,编号:KXJJ-1-24-2-09。
  3. 姓名:刘坤
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1、4项科技创新做出了创造性贡献;(2)参与源网荷储系统一体化设计,开发运行维护技术平台;(3)开发智慧能源管理决策关键技术;(4)研究了源网储荷容量配置、协同优化方法、实时调控算法,提高系统经济性和稳定性;(5)佐证材料:附件3、25、27、34、38、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2024年度电力建设科学技术进步三等奖,面向多场景需求的能源系统协同优化方法与平台开发,第5完成人,编号:2024-KJ-S-57。
  4. 姓名:夏建涛
    排名:4
    行政职务:公司副总经理
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1、4项科技创新做出了创造性贡献;(2)提出了基地式源网荷储系统一体化的规划设计方法,考虑了能源种类、能源转换效率、环境影响、经济效益等多方面因素,为基地式源网荷储系统的建设提供了科学依据,推动了方法落地应用;(3)设计智慧能源管理平台关键技术,设计了基于人工智能算法的调度策略,降低了能源成本;(4)佐证材料:附件6、19、21、27、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2022年度电力创新奖二等奖,太阳能热发电站储热与高参数工质协同高效发电系统优化设计技术,第4完成人,编号:PIA-2022-J-2042-D01。
  5. 姓名:郜振鑫
    排名:5
    行政职务:数字化多能协同研究部主任
    技术职称:无
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1项科技创新做出了创造性贡献,研究了基地源网荷储系统的规划设计方法,提高了设计效率;(2)参与源网荷储系统一体化设计,配合开发运行维护技术平台;(3)共同参与设计智慧能源管理决策平台,提出了多项创新性建议,为平台的研发提供了重要参考;(4)佐证材料:附件3、6、21、26、27、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2024年度电力建设科学技术进步三等奖,面向多场景需求的能源系统协同优化方法与平台开发,第3完成人,编号:2024-KJ-S-57。
  6. 姓名:傅春明
    排名:6
    行政职务:数字科技副总经理
    技术职称:无
    工作单位:山东电工电气集团数字科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2、3项科技创新做出了创造性贡献,提出基于滞后-微分式阻尼功率的改进虚拟同步机控制技术,通过预同步机制与功率前馈补偿策略,实现运行模式平滑切换与台区潮流的自主优化调控;提出了多变换器均流与抗扰动自适应调控策略;(2)佐证材料:附件22、28、29、30、40。
    曾获国家科技奖励情况:2023年度中国能源研究会能源创新奖“三等奖”,低压柔性互联装置关键技术研究,第5完成人,编号:2023-0285-J-3-12-R05;2024年度电力建设科学技术进步奖“三等奖”,大规模低压配电设备安全高效接入关键技术及装备研制,第6完成人,编号:2024-KJ-S-13。
  7. 姓名:牛东圣
    排名:7
    行政职务:新能源工程院副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第4项科技创新做出了创造性贡献,研究了源网荷储系统运行优化方法,有效降低了系统运行成本;(2)开发运行维护技术平台,构建源网荷储系统一体化;(3)构建智慧能源管理平台,负责关键模块的开发工作,确保了平台的稳定性和实用性;(4)佐证材料:附件2、3、6、23、27、31、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2021年度电力工程科学技术进步二等奖,区域综合智慧能源系统关键技术研究与应用,第3完成人,编号:202101082020001。
  8. 姓名:陈康
    排名:8
    行政职务:科技管理部副主任
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第4项科技创新做出了创造性贡献,研究了系统日内智能调控方法,提升了系统运行稳定性;(2)提出源网荷储系统运行优化框架,设计动态管控策略;(3)设计经济和技术可行的大规模储能方案,并提出对应的电源质量评价体系;(4)佐证材料:附件3、21、26、27、31、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2022年度电力工程科学技术进步三等奖,陆上风电基地跨域协同智慧管控体系设计技术及示范应用,第2完成人,编号:202201083003001。
  9. 姓名:王晓
    排名:9
    行政职务:多能互补所所长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:国家电投集团青海光伏产业创新中心有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第4项科技创新做出了创造性贡献,研究了源网荷储系统风光不确定性预测方法,为设计、运行提供数据支撑;(2)开发智慧能源源网络荷储一体化平台,并提出基于适用情况和技术发展的硬件接口和软件平台扩展方法,实现能源的高效利用和分布式能源资源的优化配置;(3)佐证材料:附件26、27、31、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2021年度电力工程科学技术进步二等奖,基于时间序列建模与智能优化技术的塔式光热电站太阳岛设计方法研究,第3完成人,编号:J-2020-2-X14-01。
  10. 姓名:彭明
    排名:10
    行政职务:副部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:上海电气风电集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第4项科技创新做出了创造性贡献,研究了风光资源预测方法,为系统运行控制提供支撑;(2)探索基于5G技术的智慧能源系统搭建方法,对数据进行深度挖掘和分析,从而优化能源管理,提高能源利用效率和系统的智能化水平;(3)佐证材料:附件19、20、27。
    曾获国家科技奖励情况:无
  11. 姓名:张俊峰
    排名:11
    行政职务:二级技术专家
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第4项科技创新做出了创造性贡献,研究了实时智能控制算法,降低了运行成本;(2)研究并设计高效、稳定的实时智能控制算法,在实际应用中表现优异,提高了系统的控制精度和响应速度,大幅降低了运行成本;(3)提出能够进行全过程调度管理优化的最优化分析方法;(4)佐证材料:附件23、39、41。
    曾获国家科技奖励情况:2021年度电力工程科学技术进步二等奖,基于时间序列建模与智能优化技术的塔式光热电站太阳岛设计方法研究,第3完成人,编号:J-2020-2-X14-01。
  12. 姓名:王啸宇
    排名:12
    行政职务:无
    技术职称:无
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第3项科技创新做出了创造性贡献,研究了适用于低压柔性互联装置的先进控制策略,提升了装置的动态性能和稳定性裕度;(2)提出了适用于多个储能变流器的分散式协同控制策略,提高了配电系统的鲁棒性和灵活性;(3)佐证材料:附件24、40。
    曾获国家科技奖励情况:无
  13. 姓名:高子良
    排名:13
    行政职务:创新平台副主任
    技术职称:无
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第1项科技创新做出了创造性贡献,研究了多能源系统的规划设计方法,提高了设计效率;(2)佐证材料:附件21、27。
    曾获国家科技奖励情况:2025年工程建设企业科技创新大赛微创新一等成果,风光耦合电解水制氢系统集成设计技术及应用,第2完成人, 编号:2025-KC-W-1-97。
  14. 姓名:颜世凯
    排名:14
    行政职务:数字科技二级技术专家
    技术职称:工程师
    工作单位:山东电工电气集团数字科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2项科技创新做出了创造性贡献,研究了综合能源系统多能流精确控制算法,提高了综合能源系统能量路由的灵活性;(2)佐证材料:附件22、28、29、30、40。
    曾获国家科技奖励情况:2023年度中国能源研究会能源创新奖“三等奖”,低压柔性互联装置关键技术研究,第7完成人,编号:2023-0285-J-3-12-R07;2024年度山东电工电气集团有限公司科技进步奖“二等奖”,多能耦合微电网运行控制与多端低压柔直关键技术研究及应用,第5完成人,编号:202401004R05;2024年度山东电工电气集团有限公司科技进步奖“三等奖”,百兆瓦级储能电站集成技术研究及应用,第1完成人,编号:202401013R01。
  15. 姓名:吕腾飞
    排名:15
    行政职务:副主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:山东电工电气集团数字科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:(1)对第2项科技创新做出了创造性贡献,建立了基于第一放大矩阵与相对增益矩阵的宽频带功率耦合模型,为控制参数设计提供稳定性依据;(2)佐证材料:附件40。
    曾获国家科技奖励情况:2024年度中国质量协会质量技术奖“三等奖”,基于多模态融合感知的变压器可靠性提升技术及应用,第7完成人,编号:ZJ2024-3-171-D01;2022年度电力建设科学技术进步奖“三等奖”,多参量全光纤传感智能电力变压器综合监测关键技术及应用,第7完成人,编号:2022-KJ-S-062。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    单位贡献:作为第一完成单位,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司主持了中国电建集团源网荷储系统相关的科技项目《多能源系统一体化设计及运维管控关键技术研究与平台开发》、《园区智慧能源综合利用体系关键技术研究》等,组织开展了源网荷储系统规划设计、源网荷储系统多时间尺度运行以及源网荷储系统管控平台开发等研究工作,完成了本项目主要科技创新中创新点1、创新点2、创新点4中的部分工作,主导了源网荷储系统管控平台的开发,为实际工程应用提供理论和方法支撑。研究成果成功应用于中电建青海共和100万千瓦光伏光热发电系统、汕头“风-光-储”一体“能源互联网+”示范工程等多项工程,以及“新疆华电哈密600万风光储”等多个项目的可行性研究报告编制,取得了显著的经济、环境和社会效益。

  2. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:作为第二完成单位,西安交通大学完成了本项目主要科技创新中创新点1、2、3、4的部分工作。在国家重点研发计划,自然科学基金等项目的支持下,在智慧 “源-网-荷-储”稳定控制与协同优化关键技术及应用领域开展了十余年的持续研究,将基础理论和技术研发相结合,主要贡献如下:1)参与提出了深度融合系统工作机理和新能源出力特性的智慧源网荷储系统一体化容量优化配置方法,与主流分布式优化算法相比,求解效率提升了50%以上;2)提出了改进型构网控制技术与支持主动故障穿越的鲁棒协同控制技术,研制了具有主动电网支撑与智能潮流调控功能的柔性互联系列产品,实现控制指令从“理论最优”到“设备端精准执行”的跨越;3)参与建立了源网荷储系统优化日前经济调度全场景可行鲁棒模型,形成了源网荷储系统的日前运行协同优化方法,克服了新能源发电随机性和负荷功率不确定性的难题,降低了系统运行成本,提高了新能源的消纳水平与供电可靠性;4)参与设计了双延迟深度确定性梯度算法,形成了源网荷储系统的日内运行协同优化方法,保证了系统控制时效性,提升了园区新能源利用率,新能源的消纳率达97.34%,总成本比成本短视策略降低了7.84%。5)提出基于多层级动态事件触发的多目标实时供需协同调控方法,并引入自适应参数替换与逆推优化方法,攻克了源-荷不确定场景下的供需协同稳定控制难题,突破了现有技术实时性不足、难以支撑多场景协同转换的瓶颈。

  3. 单位名称:上海电气风电集团股份有限公司
    单位贡献:上海电气风电集团股份有限公司作为本研究的参研单位,完成了主要技术创新点4中的部分研究工作,与中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在源网荷储系统日前运行协同优化方法方面开展了密切的技术合作,在广东省内最大的工业园区级的集风-光-储一体的“能源互联网+”示范项目中建立了园区微网并能综合智能调度,满足电能质量要求,实现园区用电稳定。基于本研究成果,项目实现电量自发自用、余电上网,实现近100%绿色能源利用,取得了可观的经济效益,为本项目的科学技术推广应用做出了卓越贡献。

  4. 单位名称:国家电投集团青海光伏产业创新中心有限公司
    单位贡献:国家电投集团青海光伏产业创新中心有限公司作为本研究的参研单位,完成了主要技术创新点4中的部分研究工作,与中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在大型风光基地关键数据收集、运行数据分析、新能源出力预测方法、储能容量优化配置方法及人工智能方法在源网荷储系统中的应用等方面开展了密切的技术合作和支持,为百千万千瓦级新能源基地运行提供了技术支撑,为本项目的科学技术推广应用做出了卓越贡献。

  5. 单位名称:山东电工电气集团数字科技有限公司
    单位贡献:作为第五完成单位,山东电工电气集团数字科技有限公司主持了山东电工电气集团源网荷储系统相关的科技项目《配电台区柔性互联关键技术研究》、《3.45MW储能变流器关键技术深化研究》等,组织开展了柔性互联装置研制、“源-网-荷-储”一体化随机配置方法以及潮流控制算法等研究工作,使综合能源系统具备灵活的功率调节能力。完成了本项目主要科技创新中创新点2、创新点3中的部分工作,主导了柔性互联装置、储能变流器的开发,为实际工程应用提供理论和方法支撑。研究成果成功应用于国网新疆面向新型电力系统的低碳智慧用能及柔性负荷控制示范项目、漳州龙海柔性直流配电网系统、国网海东供电公司柔性互联项目、华电灌云储能项目、上虞经开区储能项目等应用,在控制成本的基础上,保障了源网荷储的高效协同运行,降低企业用能费用与碳排放,取得了显著的社会经济效益。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处