1项目背景
1.1智慧城市与智能电网建设
我国城市化进程正面临着巨大的机遇和挑战，如何不断提高城市发展水平和产业竞争力，全面提升城市生活品质，解决城市发展中的交通、能耗、安全等问题，已成为关键。而“智慧城市”顺应了当前全球先进城市发展演进和技术变革的时代潮流，是当今世界推进战略性新兴产业和城市信息化进程中的前沿理念和探索实践，是我国新一轮城市发展与转型的客观要求，是提升城市品质和竞争力的必然途径，也是城市转变经济发展方式，更好地保障和改善民生的重大举措。
“智慧城市”是信息化和城市化深度融合的必然结果，是信息化新一轮发展的必然要求，是在新一代信息技术和知识经济加速发展的背景下，以智慧基础设施为支撑，以信息技术高度集成，信息资源深度开发和应用智慧化为主要特征，以智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市科学发展新模式。
智慧城市五大内涵图智慧城市是以能源供应保障为基础、以通信与信息技术为支撑、以标准与法规为保障，具有信息化、智慧化、互动化等特征，实现能源与信息的同步传输，探索城市发展模式、技术标准体系、城市商业模式、城市能源应用、城市公共管理和城市社会服务等变革与创新，是绿色环保、透明开放、友好协作、高效便捷、和谐宜居的现代城市。
内涵结构图智能电网作为智慧城市不可或缺的一部分，智能电网是智慧城市的基础和保障，智能电网与智慧城市建设在能量与信息这两个关键要素来讲有着一致的内涵与特征，智能电网是智慧城市的基础和核心，智能电网驱动智慧城市，引领“两化”融合（信息化与工业化、信息化与城市化），是实践科学发展的硬道理。
智能电网是现代技术与坚强网架的高度集成，通过电力通信信息支撑可以最大限度接纳清洁能源、实现低碳绿色生活、提高电网安全稳定性，是新型现代化电网。分布式光伏发电也是智慧城市的能源支柱与核心。
建设智能电网是构建新的能源供应保障与服务体系，对调整我国能源结构、节能减排、应对气候变化具有重大意义。智能电网是整合现有电网在发电、配电、输电、用电等方面的信息化资源，集成应用新一代信息技术对现有电网进行改造升级。
智能电网、智慧建筑、智慧城市关系图1.2智能电网建设的关键点
（1）能源互联网
在即将到来的时代，我们将需要创建一个能源互联网，让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源。多余的能源则可以与他人分享，就像我们现在在网络上分享信息一样。
能源互联网的特点智能电网从市场角度来看，是清洁能源开放互动的交易平台，是新的能源供应保障与服务体系；从技术角度来讲，智能电网是能量信息互联网，是能源互联网；从定位角度来讲，智能电网是智慧城市的基础和核心驱动力，将引领“两化”（工业化、信息化）融合，助推产业的升级转型发展。智慧城市发展在受智能电网助推的同时，同样也对智能电网建设也提出了新的更高要求，驱动智能电网升级转型为能源互联网，即在现有智能电网基础上通过先进的电力电子技术和信息技术，融合大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置，能够实现能量和信息双向流动的电力对等互联共享网络。
从智慧城市管理者视角来看，能源互联网兼容传统电网，并可以充分、广泛和有效地利用分布式可再生能源的、满足用户多样化电力需求的一种新型能源体系结构；从运营者视角来看，能源互联网是能够与消费者互动、存在竞争的一个能源消费市场，只有提高能源服务质量，才能赢得市场竞争；从消费者视角来看，能源互联网不仅具备传统电网所具备的供电功能，还为各类消费者提供了一个公共的能源交换与共享平台。因此，能源互联网相关业务会涉及多领域、多行业乃至全社会，涵盖电网建设运营的全过程，不仅会促进新材料、电力电子元器件制造、电池制造、新能源发电、钢铁制造、通信设备、智能家电、电动汽车等上下游数百个产业的创新发展，还将与智能城市、智能生活等更广阔领域的建设发展相呼应。
智慧城市平台结构图（2）智能变电站
智能变电站不仅是智能电网的支撑点，也是电能分配、绿色能源消纳的枢纽。以智能变电站供区为边界的公共配电系统、用户配电网、分布式光伏发电系统以及用户侧各种负荷，形成一个具有自身特征的“源-配-荷”区域电网（微电网），是主动配网中自然的（理想的、合理的）运行控制、生产管理、创新商业模式与增值服务的分区。
智慧变电站结构图智能变电站上接上层电网，往下通过配电线路连接分布式电源和多种用户负荷，对绿色能源的传输、分配与消纳起着至关重要的作用。以智能变电站为中心，基于供区内各种数据集成与信息融合，实现对其供区内DG、可控负荷、储能、需求侧管理等资源的协调控制与科学管理，基于新的商业模式与用户进行能量的双向互动，可有效加大配电网对于可再生能源的接纳能力、提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资、确保网络的安全经济运行，提高用户的用电质量和供电可靠性，提升各种社会增值服务水平。因此，智能电网中的智能变电站应该是“三流合一”的枢纽。
为此，亟需在智能变电站层面，从一次系统数字化建模开始，开展智能变电站与其供区配网、分布式电源、用户负荷、电动汽车充放电等信息的融合与深化应用研究。嘉兴供电公司服务智慧城市与智能电网建设的一项重要举措是：以智能变电站为依托，构建新一代智能变电站一体化信息平台，在智能变电站实现其供区配网能量流、信息流、业务流的“三流合一”和信息共享；通过智能建筑光伏一体化综合监控能效管理、变电站一体化运营监控、变电站供区微电网综合监控等方面的深化应用，优化配网能源结构，实现变电站及供区资产全生命周期管理，解决供区内分布式光伏并网发电、电动汽车充放电给电网安全经济运行等所带来的各种挑战
1.3光伏建筑一体化（BIPV）
工业、建筑、交通是能源消耗最主要的三个部分。建筑业是社会三大能源消耗行业之一，如何推进节能建筑，实现生态城市发展，已经成为近年来建筑界一直在探索的课题。太阳能在建筑能源结构中不仅有着成为主要组成部分的潜力，而且至少在夏季，由于其供应高峰时段正好是建筑能源需求的高峰时段，从而天然具备良好的削峰能力，因此，光伏建筑一体化微电网系统正在取代“简单地实现太阳能在建筑上的利用”。
智能建筑中太阳能的应用方式主要包括：太阳能热水、太阳能采暖、太阳能光伏发电、太阳能空调、太阳能制冷、太阳能路灯照明等。通过太阳能热水、太阳能采暖、太阳能光伏发电、太阳能制冷以及空调和照明系统等，将太阳能与智能建筑有机结合，使建筑的节能减排效益更加显著，推广智能建筑与太阳能建筑一体化的研究和利用。为了降低建筑的能耗，将太阳能发电与建筑相结合，建筑从过去单纯的用电体变成发用电综合体。
（1）建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需要另占土地，直接利用幕墙和屋顶的支撑结构，节省材料费，不会重复建设，这对于土地昂贵、人口密集的地段的城市建筑尤为重要。太阳电池是固态半导体器件，发电时无转动部件、无噪声，对环境不造成污染。同时它也是一种“取之不尽，用之不竭”的可再生能源。
（2）可就地发电、就地使用，减少电力输送过程的费用和能耗，省去输电费用；自发自用，有削峰的作用，带储能可以用作备用电源。分散发电，避免传输和分电损失（5-10%），降低输电和分电投资和维修成本；并使建筑物的外观更有魅力。
（3）因日照强时恰好是用电高峰期，BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益。
（4）太阳能作为清洁能源，避免了使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。
（5）起到建筑节能作用。由于光伏建筑一体化中，光伏阵列一半被安装在建筑物屋顶部或外墙立面，这些光伏阵列就会大幅吸收入射阳光，从而降低了建筑物周围的温度和墙体本身的温度，这样也会提高室内空调制冷效率，对建筑节能起到一定的作用。
（6）随着不同功能和各种造型、色彩光伏模块的诞生，建筑物的总体造价不断下降。充分发挥光伏材料本身的视觉特色和形式美，将材料的不同样式和特色与建筑有机地结合起来，使得建筑物整体更具艺术性。
1.3产品市场分析
1.3.1目标客户
以一体化电源为基础，实现变电站厂房屋顶光伏、风力发电系统、储能系统的接入，并最终为通过建筑光伏发电系统、风力发电系统、储能系统，形成变电站所用电系统的多源互补，提高变电站所用电系统的供电可靠性和抗自然灾害的能力，通过新能源微电网系统设计研究形成的典型设计和典型成套装置配置方案，替代传统变电站交直流一体化电源系统，实现新一代智能变电站所用电建筑零能耗，达到“节能环保、经济高效”的目标。
本项目的新能源微电网的典型设计、典型的成套装置配置方案、储能系统，以及微电网的EMS/BEMS（能量管理系统/建筑能效管理系统），可为其他民用建筑、工业建筑、商用建筑等建筑形态在规划建设新能源微电网设计中提供可推广的整体解决方案。
目标客户为变电站建设和维护使用者、各省市区（县）电力公司、各建筑设计院、各新能源投资商、各建筑业主。
1.3.2市场定位
（1）产品定位
产品定位为给变电站建设和维护使用者、各省市区（县）电力公司、各建筑设计院、各新能源投资商、各建筑业主等提供整体规划设计一体化解决方案。实现从单一产品（储能装置、交直流一体化电源、微电网监控系统）提供商走向以产品为支点的新能源微电网服务提供商，可以从微电网的规划设计咨询到微电网的工程设计和工程总承包的服务商，提供全面支撑。
（2）产品功能定位
充分利用可再生能源和变电站厂房这一良好的光伏建筑基础条件。构建光伏发电、风力发电、变电站所用电系统（建筑用电系统）、储能系统四位一体的智能建筑系统微电网（微电网规划设计）。智能变电站光伏建筑微电网控制与能量管理系统（SCADA/D-EMS）。光伏建筑微电网能效管理(BEMS)。智能变电站光伏建筑微电网与智能变电站“三流合一”。实现资产全寿命管理和微电网的经济安全运行。新一代智能变电站光伏建筑一体化及风力发电、储能1）新能源微电网典型设计2）典型方案3）成套装置4）新能源微电网系统软件（SCADA/D-EMS/BEMS）。
（3）市场容量
为支撑国家智能电网建成计划，十二五期间，国家电网在全国建座智能变电站。在未来五年建成座左右的智能变电站后，年-年，我国还将建设座左右的智能变电站。每个工程新能源微电网投资在万~万，每年按个变电站计算，将有25~35亿人民币的工程规模。国家推行新能源微电网示范项目和大量的分布式光伏发电项目，市场工程规模在~亿人民币。
1.3.3竞争分析
一、本项目形成的微电网储能系统（PCS+储能电池+交直流一体化电源）竞争分析：
（1）以勤丰变一体化电源作对比
屏柜：一体化电源直流电源5个屏柜，分别为Ⅰ段直流馈线屏、Ⅰ段直流充电屏、联络屏、Ⅱ段直流充电屏、Ⅱ段直流馈线屏。30KW功率的双级PCS尺寸为**mm，替代直流电源充电屏。屏柜个数不增加，占地面积不增加。
（2）功能上
储能PCS不仅可实现蓄电池组的充电，可实现/放电、无功功率补偿、孤网运行、低电压穿越LVRT、并离网无缝切换等功能。通过光伏接入不仅满足所用电用电，在维持所用电情况下，多余电力外送，获取一定的经济效益。蓄电池不仅作为所用电不间断电源，同时可用于平抑光伏供电电压波动、消峰填谷等，节省投资和利用阶梯电价带来经济效益。蓄电池保障交流母线电压稳定性状况下，每天至少充放电1次，维持了蓄电池活性，延长蓄电池的使用寿命。所用电失电情况下，光伏作为所用电的备用电源。该系统不仅可提供所用电直流用电，还可同时提供交流用电。
（3）经济性：充分利用光伏可再生能源，实现新一代智能变电站建筑零耗能。
（4）安全可靠性：经过变电站KV长期稳定运行后推广。
（5）投资和效益：参考报价表和可研报告中效益分析。
二、新能源微电网系统监控软件（SCADA/D-EMS/BEMS）
本产品市面上还没有同类竞争产品，新能源微电网监控软件系统，其他产品都是以自动化架构进行设计，本产品基于信息化设计，属于真正的能量信息互联网产品，因此在市场上具有绝对的竞争优势。
三、微电网储能系统（PCS+BMS+储能电池）
目前适应于微电网的储能系统，没有形成典型的设计方案、成套装置，都是基于工程临时进行的设计，因此储能系统整体的优化和工程造价都不具备良好的推广性，本系统是针对新能源微电网设计的，配置灵活并形成了典型设计、系列产品，运行维护成本低、度电工程造价低，具备极强的市场竞争能力。
四、新能源微电网工程规划设计咨询
目前市场上少有具有新能源微电网规划设计咨询能力的单位，本项目形成的一系列典型设计、典型的成套装置配置方案、储能系统、微电网的EMS/BEMS（能量管理系统/建筑能效管理系统），以及形成的工程联盟，完全可以作为一个团队对外提供新能源微电网工程规划设计咨询。
1.4项目依据
1.4.1政策支持
（1）《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范（修订版）的通知》（国家电网办〔〕号）
（2）《国家浙江省电力公司关于进一步加强光伏发电并网管理相关工作的实施意见》（浙电发展〔〕号）
（3）中发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔〕9号）
（4）《电力需求侧管理办法》
（5）《工业和信息化部办公厅关于做好年工业领域电力需求侧管理工作的通知》
（6）《关于改善电力运行调节促进清洁多发满发的指导意见》
（7）《关于完善电力应急机制做好电力需求侧管理城市综合试点工作的通知》
（8）《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》
（9）《发改运行〔〕号 国家发展改革委、国家能源局关于促进智能电网发展的指导意见》
（10）《国网办公厅转发国家能源局综合司关于进一步加强供电监管工作的通知（办营销〔〕31号）》
（11）《国能新能[]号关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》
（12）国务院《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》
（13）《国务院关于加强节能工作的决定》
（1）《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》、《建设部关于落实〈国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知〉的实施方案》
1.1.1技术规范
（1）《智能电网调度技术支持系统》系列标准
a)Q／GDW.1-《智能电网调度技术支持系统第1部分：体系架构及总体要求》及编制说明
b)Q／GDW.2-《智能电网调度技术支持系统第2部分：名词和术语》及编制说明
c)Q／GDW.31-《智能电网调度技术支持系统第3-1部分：基础平台消息总线和服务总线》及编制说明
d)Q／GDW.32-《智能电网调度技术支持系统第3-2部分：基础平台数据存储与管理》及编制说明
e)Q／GDW.33-《智能电网调度技术支持系统第3-3部分：基础平台平台管理》及编制说明
f)Q／GDW.34-《智能电网调度技术支持系统第3-4部分：基础平台公共服务》及编制说明
g)Q／GDW.35-《智能电网调度技术支持系统第3-5部分：基础平台数据采集与交换》及编制说明
h)Q／GDW.36-《智能电网调度技术支持系统_第3-6部分：基础平台_系统安全防护》及编制说明
i)Q／GDW.41-《智能电网调度技术支持系统第4-1部分：实时监控与预警类应用电网实时监控与智能告警》及编制说明
j)Q／GDW.42-《智能电网调度技术支持系统第4-2部分：实时监控与预警类应用水电及新能源监测分析》及编制说明
k)Q／GDW.43-《智能电网调度技术支持系统第4-3部分：实时监控与预警类应用电网自动控制》及编制说明
l)Q／GDW.44-《智能电网调度技术支持系统第4-4部分：实时监控与预警类应用网络分析》及编制说明
m)Q／GDW.45-《智能电网调度技术支持系统第4-5部分：实时监控与预警类应用在线安全稳定分析与调度运行辅助决策》及编制说明
n)Q／GDW.46-《智能电网调度技术支持系统第4-6部分：实时监控与预警类应用调度员培训模拟》及编制说明
o)Q／GDW.47-《智能电网调度技术支持系统第4-7部分：实时监控与预警类应用辅助监测》及编制说明
p)Q／GDW.51-《智能电网调度技术支持系统第5-1部分：调度计划类应用数据申报与信息发布》及编制说明
q)Q／GDW.52-《智能电网调度技术支持系统第5-2部分：调度计划类应用预测与短期交易管理》及编制说明
r)Q／GDW.53-《智能电网调度技术支持系统第5-3部分：调度计划类应用检修计划》及编制说明
s)Q／GDW.54-《智能电网调度技术支持系统第5-4部分：调度计划类应用发电计划》及编制说明
t)Q／GDW.55-《智能电网调度技术支持系统第5-5部分：调度计划类应用水电及新能源调度》及编制说明
u)Q／GDW.6-《智能电网调度技术支持系统第6部分：安全校核类应用安全校核》及编制说明
v)Q／GDW.71-《智能电网调度技术支持系统第7-1部分：调度管理类应用调度生产运行管理》及编制说明
w)Q／GDW.72-《智能电网调度技术支持系统第7-2部分：调度管理类应用专业和内部综合管理及信息展示发布》及编制说明、
x)Q／GDW.8-《智能电网调度技术支持系统第8部分：分析与评估》及编制说明
（2）《国家电网公司信息系统架构设计指南2.0_0727》
（3）《直流系统设计规范-DLT》
（4）GB/T-《电能质量三相电压不平衡》；
（5）GB/T-《电能质量供电电压偏差》；
（6）GB/T-《电能质量公用电网谐波》；
（7）GB/T-《电能质量电力系统频率偏差》；
（8）GB/T-《光伏发电站接入电力系统技术规定》；
（9）GB/T-《继电保护和安全自动装置技术规程》；
（10）GB/T-《光伏发电站无功补偿技术规范》；
（11）GB/T-《电能质量电压波动和闪变》；
（12）Q/GDW-国家电网公司《分布式电源接入配电网设计规范》；
（13）Q/GDW-国家电网公司《分布式电源接入系统设计内容深度规定》；
（14）DL/T-《电力系统调度自动化设计技术规程》；
（15）DLGJ-《电力系统通信系统设计内容深度规定》；
（16）《国家电网公司关于印发分布式电源接入系统典型设计的通知》（国家电网发展〔〕号）
（17）《国家电网公司信息系统架构设计指南2.0_0727》
（18）《国家电网公司信息系统安全管理办法》
（19）《国家电网公司信息系统安全保护等级定级指南》
1.4项目意义
1.4.1有利于能源互联网与智慧城市的联合发展示范
变电站综合楼光伏建筑一体化项目的实施，实现了智能电网关键节点——变电站的能量、信息传输，生产绿色可再生能源。运用高科技手段，建立智能变电站光伏接入标准，从而形成典型设计、设计规范与标准，成为典型的能源互联网与智能电网联合发展的示范工程，为今后智能变电站光伏接入及微电网建设提供有效的建设样本。
1.4.2有利于分布式清洁能源接入与本地消纳
结合智能变电站试点工程开展智能建筑光伏一体化项目，既是智能电网建设的需要，更是智慧城市建设的需要。光伏产业、智慧城市与智能电网的协调发展建设，体现建筑与光伏一体化建设，体现分布式光伏发电、用电、公用配电网，三者构成的微电网的关键技术的应用与示范建设、体现智能电网技术与智能建筑的融合与集成，从而实现智能电网驱动智慧城市。
1.4.3真正实现智能变电站“节能环保、经济高效”的目标
本项目以一体化电源为基础，实现变电站厂房屋顶光伏和储能系统接入，并最终通过建筑光伏发电系统和储能系统，替代传统变电站一体化电源直流系统，真正实现变电站所用电建筑零能耗。
1.4.4实现了光伏建筑微电网的三流合一
光伏建筑及微电网一体化项目实现了建筑的能量流、信息流、业务流的“三流合一”和信息共享，使工程项目在资产全寿命周期内的运行和维护有了详细的信息支撑。
1.4.5形成新一代智能变电站光伏建筑一体化微电网典型设计
通过全面的科学分析使本项目成为我国新一代智能变电站光伏建筑一体化微电网典型设计、典型方案，为其它智能变电站项目的开展提供领先的实践经验。
1.4.6形成变电站微电网发、储、用一体化的成套交直流电源系统
1.4.7有利于智能电网助推新型城镇化低碳发展
（1）有利于推广建筑屋顶分布式光伏发电的发展
（2）有利于光伏建筑一体化和建筑节能的推广实施
（3）有利于光伏示范小区与示范乡镇的建设
（4）有利于光伏扶贫工程的实施
1.4.8有利于智能电网驱动智慧城市助推产业转型发展
（1）有利于推动光伏新能源微网示范工程的建设
（2）有利于推动光伏产业的健康快速发展
（3）有利于能源生产和消费结构的优化
（4）有利于国家的节能减排政策的实施和社会经济的低碳发展
1.5项目预期目标和成果形式
1.5.1预期目标
（1）光伏建筑一体化电池板的优化设计的计算分析方法。
（2）完成新一代智能变电站光伏建筑一体化微电网典型设计。
（3）采取图模一体化技术完成光伏建筑物理电网的数字化建模。
（4）采取国网统一的信息化标准架构对微电网控制系统进行统一的信息化建模和架构设计。
（5）采用BIM技术对变电站建筑进行信息化建模实现概三算的精确控制。
（6）完成光伏建筑一体化微电网的能量管理系统与能效管理系统。
（7）形成新一代智能变电站光伏建筑一体化微电网的成套设备。
（8）实现新一代智能变电站全寿命周期的建设低碳绿色设计理念和建筑智能化设计示范应用并推广。
1.5.1成果形式
（1）变电站光伏建筑微电网一体化项目工程投产运行，形成新能源微电网示范工程并展示。
（2）形成变电站光伏建筑与储能一体化技术及典型设计
（3）形成光伏建筑新能源微网能量与能效一体化管理系统
（4）形成变电站微电网发、储、用一体化的成套交直流电源系统
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