可调度式智能兆瓦级光伏并网逆变器项目可行性研究报告.docx

1、可调度式智能兆瓦级光伏并网逆变器项目可行性研究报告 可调度式智能兆瓦级光伏并网逆变器项目可行性研究报告一、项目概述1.1 目标产品概述包括目标产品的定性描述，主要用途及重要意义本项目目标产品为可调度式智能兆瓦级光伏并网逆变器，采用支持电网调峰、调频的有功控制技术及功率因数可调技术，可接受电网远程的有功、无功调度控制，同时具备低压并网时的反孤岛能力和中高压并网时的低电压穿越（LVRT）能力。该产品不同于常规的以两台或多台逆变器直接并联设计组成的MW级逆变器，而是采用模块化共直流母线设计，每个模块均采用高效率电力变换技术、最大功率跟踪（MPPT）技术以及智能化休眠技术，能根据天气情况进行智能循环主

2、从控制，即使在低光照时也能保持逆变器高效率运行，从而保证始终处于最优发电状态，并能延长整机的使用寿命。模块化设计使得系统可在线扩容或维护，可根据光伏阵列容量的扩展而逐步增加系统投资。本项目产品主要应用于大型光伏电站（如：MW、几十MW、甚至GW级），在本项目产品的基础上可进一步研究带储能的MW级光伏发电系统，起到对大电网消峰填谷的作用，还可与其它分布式发电系统组成微电网，并集成智能能量管理系统，能够很好地支撑智能电网建设。1.2 项目现有技术基础包括核心技术的成果来源、拥有的自主知识产权、已完成主要研发和产业化前期工作本项目核心技术成果来源于公司承担的省科技支撑与自主创新“多国认证的光伏并网逆

3、变器”项目在内的多项省、市项目，省级新产品2项，科技成果鉴定7项，拥有自主知识产权：发明专利1项，其它授权专利5项，申请发明专利10项。公司500kW模块已于2011年底通过国网公司低电压穿越认证和CQC金太阳认证，并成功应用于青海格尔木200MW电站等，为MW级产品平稳进入市场奠定技术基础。合作单位-东南大学在光伏发电及大功率电力电子技术研究方面取得了国际水平的研究成果，在国家“十一五”科技支撑、国家自然科学基金、国家电网公司、江苏省科技招标、江苏省科技招标等项目支持下，已完成级联型高压大功率电力电子变流器及其控制系统，获得5项国家专利，可在智能电网柔性接入技术中广泛应用。已完成国家863项

4、目“基于Z源功率变换的光伏并网发电装置研究”，利用其独特的无源网络来实现升降压变换功能，而且还保持了单级结构和高效率。项目已完成中试，并试产试销6台。1.3 项目产品市场分析与竞争力预测2011年全球逆变器市场安装总量约为26GW，比2010年增长35%。对于集中型大功率逆变器，德国、意大利等欧洲国家，尤其是美国、中国、印度光伏市场增长迅速。对于中国市场，在政府推进清洁能源政策的支持下，而且有强劲的潜在财务收益刺激厂商投资，光伏逆变器市场四年内将增长近三倍。中国逆变器出货量到2015年将从2011年底的1.4GW 上升到10GW， 2013年国内市场对兆瓦级光伏并网发电系统需求将达到5GW，当

5、前的装机容量仅仅为0.6GW。我公司产品在与国际品牌相比之下，性能相当，价格便宜，因此，具有广阔的市场空间和显著的市场竞争力。1.4 下一步主要研发与产业化建设目标包括下一步主要研发内容、有望实现的主要技术突破和创新点；项目执行期间计划投资总额与资金来源；项目结束当年形成的年生产能力，目标产品的国内外市场占有率、销售收入、缴税总额、净利润、创汇额等指标；下一步企业成长和持续创新目标；1.4.1 下一步主要研发内容1 研究支持微电网运行控制的MW级光伏逆变器，可以与其它分布式电源（如：风电、水电、海洋能发电、燃料电池发电等）进行灵活组网，形成微电网，实现并网和离网运行模式的灵活转换，并集成先机智

6、能能量管理系统；2 研究采用基于非晶铁心的电感滤波器和变压器，较传统材料的电磁元器件的铜损和铁损减少20%以上，同时研究交错并联技术，基于纹波抵消技术，减少滤波器并进一步提高转换效率。通过将电解电容更换为薄膜电容，延长产品的免维护时间，进一步提高可靠性。提高软硬件的保护可靠性，减少缺陷产品的几率；3 研究新型SiC开关器件，以进一步提高开关频率，减少开关损耗，提高逆变器整体效率，争取实现在额定工况下逆变器最大效率大于99%，欧洲效率达98%；4 在中试生产线基础上完成生产工艺技术升级，进行连续生产产业化研究，实现产品的成品率达到99.99%，采用自动检测和在线校准、焊接、组装、集成和检测的工艺

7、流程，时间缩短20%，人力成本和物料成本降低10%，适合大规模生产线组装和规模化生产。1.4.2 有望实现的主要技术突破和创新点 大型光伏电站并网及电能质量综合管理技术：在本项目基础上研究光伏并网逆变器与电力有源滤波器的综合技术，使得在用户终端的光伏电站既能实现光伏并网发电，又能起到抑制当地非线性负载产生的谐波对电网的污染，还能起到无功补偿的能力。在晚上光伏发电停止时，系统还具有有源滤波器的全部功能，实现电能质量优化治理。 微电网运行控制技术及智能能量管理：在本项目的基础上研究大功率储能双向逆变器，与其它分布式发电系统组成微电网，实现并网和离网运行模式之间的灵活控制，并集成智能能量管理，为新能

8、源的智能电网建设提供技术基础。1.4.3 项目投资总额和产业化目标项目总投资7300万元，已完成投资1200万元。新增投资6100万元， 本项目实施期内累计可实现销售收入2亿元，缴税总额3500万元，净利4000万元；达产见效后销售收入可达到4亿元，利税1亿元。未来3-5年可实现年销售6亿元的生产规模。目标产品在国内市场占有率达到8%。1.4.4 下一步企业成长和持续创新目标公司建立了省级光伏并网逆变器工程技术研究中心，是国家高新技术企业，公司通过不断创新开拓国际、国内市场，以追求高品质、低成本、高利润为目标，进行规范管理，通过多年的发展，公司综合实力已位居国内行业前3强，力争在未来三年形成以

9、光伏并网发电系统为主、其他组件为辅的系列光伏产品，使企业成为行业龙头企业。同时，通过本项目的实施，不断开发大功率、高效率、低成本的光伏逆变器产品，市场占有率达10%以上。通过持续创新和加大投入，计划3年内在创业板上市。1.5 企业概况包括上一年的企业总资产、销售收入、入库税收总额、净利润，创新实力和研发投入，主营业务与行业位次，主要荣誉与银行资信等级； 公司成立于2009年，注册资本1亿元人民币，系江苏省光伏协会副理事长单位，主营光伏逆变器的研发、生产及销售。2011年认定为国家高新技术企业，总资产31846万元，2011年度实现销售收入34634万元，实现税收1055万元，净利润2849万元

10、，研发投入2865万元。获批江苏省光伏并网逆变设备工程技术研究中心，并在无锡、深圳建立研发分部，拥有中、大型研发设备200多台套，配备先进检测设备100多台套。承担省级科技项目2项，拥有省级高新产品1项，通过省级新产品新技术鉴定2项，科技成果鉴定7项，市级新产品鉴定3项，参与制定企业标准1项，现有员工600人，其中研发人员200名。通过ISO9001、ISO14001认证，资信等级为AA级。1.6 项目负责人、技术负责人、团队情况及创新实力项目负责人：崔佩聚，公司法人，博士。江苏省双创人才资助对象，主持过2项省级科技项目，获发明专利1项。技术负责人：赵剑锋，教授，博士生导师，东南大学电气工程学

11、院副院长，全国电压电流等级和频率标注化委员会委员，全国青联委员。长期从事大功率电力电子技术及应用研究和开发，发表三大检索论文40多篇，获发明专利8项，已申请发明专利20多项。团队情况：团队由山亿新能源股份有限公司、东南大学共同组成，研发人员23名，其中高级职称6名，研究生以上学历20人，团队人员学科结构合理，技术力量雄厚，已申请10项发明专利。二、企业情况2.1 企业基本情况2.1.1 企业简况表注册时间2009.12.22注册地址*市宿豫经济开发区太行山路66号法人代表崔佩聚税务代码321311699316921注册资本10000万元登记类型股份有限公司职工总数600人实收资本9100万元上

12、市情况否是否属于省级以上高新区名称股东构成股东名称投资额所占股份投资方式投资者经济类型泰姆通电气技术（北京）有限公司8000万元80%货币及技术公司法人江苏宿豫经济开发区开发投资有限公司2000万元20%货币公司法人2.1.2 企业发展历程、主要荣誉、资信等级、资格认证、行业位次、发展战略等情况公司2011年通过省级高新技术企业认定，国内逆变器行业前3强，建有江苏省光伏并网逆变设备工程技术研究中心，资信等级AA级。公司生产的中小功率逆变器通过十八国家电力入网认证。通过ISO9001、ISO14001认证。十二五期间将在稳定生产中小功率逆变器的基础上，重点开发MW级光伏并网逆变器。充分发挥技术、

13、人才优势，调整产品结构，做大做强能源新材料产业。通过三到五年的发展，实现年总产值达15亿元。2.1.3 关联企业情况，与本企业有关联关系的企业名称，在资金、经营、购销等方面的具体关联关系等情况无关联企业2.2 企业人员情况及开发能力2.2.1 企业法定代表人的基本情况 法定代表人：*，主要经历： 先后工作于中国科学院自动化研究所、施耐德电气、Aristocrat Leisure 公司、International Networking 公司，任董事、总经理等职； 2005年创立泰姆通电气技术（北京）有限公司，从事油田节能专用逆变器及相关设备的研究、生产和销售，达到了国际先进水平； 2008年创立

14、无锡山亿新能源科技有限公司，从事太阳能光伏发电逆变器的研发，生产和销售。2009年于*市创立了山亿新能源股份有限公司，担任董事长。工作业绩：曾先后主持并参与2010年度江苏省苏北科技发展计划“太阳能逆变器生产技术研发与应用”、2010年度江苏省科技支撑与自主创新计划“多国电力入网认证的高效光伏并网逆变器的研发与生产”项目。申请专利15项，其中授权发明专利一项，实用新型专利3项。全面引入现代企业管理和公司竞争激励机制，重视和逐年加大科技创新投入，走产、学、研相结合的技术创新体系，加快企业技术进步和产业升级，提升企业竞争力。2.2.2 企业人员基本情况(包括企业人员总数、大专以上人员数、主要管理人

15、员数，技术开发、生产、销售人员比例等)公司现有员工586名，其中大专学历328人，占比55.9%，管理人员88人，占比15%，技术研发人员218人，占比37.2%。生产人员220人，占比37.5%，销售人员60人，占比10.23%。2.2.3 企业研发能力(近两年经鉴证的研发经费数，研发经费占企业年销售收入比例；企业研发机构与科研开发队伍情况；产学研合作情况；与本项目实施相关的技术储备情况等)公司2010年和2011年技术开发费分别为750万元、2866万元，占当年销售收入的17.8%、8.1%，建有江苏省光伏并网逆变设备工程技术研究中心，研发团队218名，其中博士3人，中高级以上职称20人，

16、与东南大学、安徽工业大学建立长期产学研合作关系，掌握小功率（1KW-5KW）、中功率（10KW-17KW）和大功率（100KW-500KW）发电系统制备关键技术，承担了省科技支撑与自主创新“多国认证的光伏并网逆变器”项目在内的多项省、市项目，省级新产品2项，科技成果鉴定7项，拥有“一种可并联工作的模块化全桥并网逆变器的控制方法”发明专利，已获授权专利5项，申请发明专利10项。其中500kW模块已于2011年底通过国网公司低电压穿越认证和CQC认证，并成功应用于青海格尔木200MW电站等，为MW级产品平稳进入市场奠定技术基础。东南大学在光伏发电及大功率电力电子技术研究方面取得了国际水平的研究成果

17、，在国家“十一五”科技支撑、国家自然科学基金、国家电网公司、江苏省科技招标、江苏省科技招标等项目支持下，已完成级联型高压大功率电力电子变流器及其控制系统，获得5项国家专利，可在智能电网柔性接入技术中广泛应用。已完成国家863项目“基于Z源功率变换的光伏并网发电装置研究”，利用其独特的无源网络来实现升降压变换功能，而且还保持了单级结构和高效率。2.3 企业财务经济状况上年末的企业总资产、总负债、固定资产总额；近两年总收入、产品销售收入、净利润、上交增值税（营业税）、上交所得税、经营性净现金流量、流动比率、速动比率、总资产报酬率、净资产收益率、应收账款周转率；今后三年企业的财务预测公司2010-2

18、011年财务经济指标情况 单位：万元指标2011年2010年资产总额3184613944负债总额191294739固定资产总额23401135销售收入346344196净利润264331上缴增值税45115上交所得税6698经营性净现金流量-1223-2632流动比率148.42%265.38%速动比率105.92%75.74%总资产报酬率14.21%1.75%净资产收益率12.44%0.38%应收账款周转率6.8119.42今后三年的财务预测 单位：万元指标2013年2014年2015年销售收入80000100000150000净利润120001500025000上缴税收7900980015

19、0002.4 企业经营管理情况企业管理制度、质量或环保体系建设情况；企业信用等级、产品品牌、企业商誉、企业获奖等情况公司按照以产品为核心，以客户为导向构建公司经营管理体系，实施以董事长授权管理，总经理负责制，形成决策机制、执行机制、监督机制和协作机制。根据项目总体规划要求，分解任务，分线作战，统分结合，以效益为中心，以质量为前提，以经济为纽带，以契约为基础，以考核为手段，高效实施、有序运作。公司建立了以客户为导向，以服务和产品质量建设品牌的市场管理体系，通过直营和大客户管理的市场管理模式，灵活开拓市场，以为客户创造价值为出发点进行产品推介销售。本部设立营销管理平台，划分市场部对产品宣传、市场策

20、划、售后服务、客户培训等进行管理；销售部对销售考核、销售区域管理、招投标管理等进行管控。公司建立了完善的财务管理制度。公司建立了财务部，并配备了合格的财务人员。公司建立了各级人员岗位职责，对财务总监、总账会计、出纳会计、成本核算会计、供应部、采购人员、车间工作人员等都有明确的岗位职责和人力资源管理制度，财务管理制度按照会计法和审计法的要求执行，对资金的使用、发票的报销、财务的结算都有严格的要求，充分发挥财务管理“内当家”的功能，做到真实、有效、把关、监督、参谋的作用。通过了ISO9001：2000国际质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证，严格遵守质量管理和环境管理体系标准，保障产品质

21、量和生产环境；通过了江苏省技术研发中心认定，建有江苏省光伏并网逆变设备工程研究技术中心，2011年被认定为国家级高新技术企业。2.5 与项目实施相关的已有主要生产设备和检测设备情况序号设备名称规格型号数量金额（元）1高精度可编程直流电源瑞土 Regatron 32KW1000VDC1209,401.702高精度可编程直流电源瑞土 Regatron 32KW1000VDC1209,401.703示波器DP04034151,111.114示波器DP04034151,111.115高精度可编程直流电源瑞士regatron32kw1000v1217,948.726高精度可编程直流电源瑞士regatro

22、n32kw1000v1213,675.227空压机AV250812,119.668可编程交流电源供应器615121255,982.909太阳能模拟器TC.P.16.600.400.S1247,863.2410可程控直流电源供应器Chroma6215H-600S1118,307.7011太阳能模拟器瑞士 Regatron 32KW1213,675.2212电流放大器TCPA400111,664.9613柔性电流探头06Bmini/2.5/100111,965.8214电流探头TCP404XL118,249.5715可程控交流电源供应器615121255,982.9016可编程交流电源供应器656

23、01102,991.4617可编程交流电源供应器62150H-600S192,735.0418数据采集器34901A13,247.8619数据采集器34970A110,256.4220负载柜SYSB2011-FZ1（自制）19,230.7721负载柜SYSB2011-FZ2（自制）117,051.2822负载柜SYSB2011-FZ3（自制）117,051.2823直流电源XG600-1.4111,752.1324直流电源XG600-1.4111,752.1425仿真器SEED-XDS560PLUS13,692.3126可编程交流电源供应器616121237,179.4827可编程交流电源供应

24、器616121237,179.4728可编程交流电源供应器62150H-600165,170.9429可编程交流电源供应器62150H-600165,170.9430可编程交流电源供应器62150H-600165,170.9431可编程交流电源供应器62150H-600165,170.9432数字功率计760101-06-C1-H/C10164,102.5633数字功率计760101-06-C1-H/C10164,102.5634数字功率计760101-06-C1-H/C10164,102.5635数字功率计760101-06-C1-H/C10164,102.5636数字功率计760101-0

25、6-C1-H/C10164,102.5637数字功率计760101-06-C1-H/C10164,102.5638功率分析仪760304-40-SV-H/G6/C5/C7/FL/CC1177,555.5639振动台H/ZD-TS120,085.4740采集模块34901A13,333.3341数据采集系统34970A/0B0/922/220/DMM110,512.8242电流放大器TCPA300111,880.3443电流探头TCP303113,760.6844可程控直流电源供应器62150H-1000S1196,581.2045可程控直流电源供应器62150H-1000S1196,581.2

26、046变压器SG10-800/0.38/0.2/0.27178,461.5447变压器SG10-800/0.38/0.2/0.27178,461.5448智能型雷击浪涌发生器6KV SG-5006G134,188.0349智能型三相五线雷击耦合SGN-20G114,529.9150实验用电站1MW电站1468合计9，003，811.00三、项目的技术可行性和成熟性分析3.1 项目的技术创新性3.1.1 详细说明本项目的基本原理及关键技术内容描述项目的技术或工艺路线、产品结构等（应列表说明所附专利在项目实施中的作用）项目的基本原理项目产品采用基于重复控制算法的有功控制技术及功率因数可调技术，可接

27、受电网远程的有功、无功调度控制，具备电网对称和非对称情况下的低电压穿越（LVRT）能力。采用模块化共直流母线设计，每个模块均采用高效率电力变换技术、最大功率跟踪（MPPT）技术以及智能化休眠技术，能根据天气情况进行智能循环主从控制，即使在低光照时也能保持逆变器高效率运行，从而保证始终处于最优发电状态，并能延长整机的使用寿命。模块化设计使得系统可在线扩容或维护，可根据光伏阵列容量的扩展而逐步增加系统投资。关键技术内容 电流环控制及谐波抑制技术采用基于矢量变换解耦控制，PI与重复控制以及电网电压前馈相结合的复合控制策略，同时在电流环中加入虚拟电阻以防止LCL产生谐振。PI控制器在PWM周期内实施实

28、时跟踪控制，重复控制器用于抑制周期性扰动和谐波。电压前馈控制能够对电网电压和直流母线电压的扰动快速动作，缩短系统的动态过程，有效减小并网过程对电网的冲击。图1 兆瓦级光伏并网发逆变器中单个模块的控制算法图 多台逆变器模块的并联运行控制技术采用一种可并联工作的模块化全桥并网逆变器的控制方法，通过分别对全桥并网逆变电路后的滤波电感的电流进行闭环调节，保证并联的每台逆变器输出侧电流的基波分量相等，使各逆变器之间无电流耦合关系，从而使得模块化并网逆变器可以共直流母线并联工作；为了抑制并联逆变器之间的环流，通过控制SVPWM算法中不同零矢量在每一个PWM 周期的作用时间来抑制环流，因为零矢量的分配不会影

29、响控制目标，但会影响并网逆变器并联运行时零序分量。试验效果图如图2、3所示： （a）1号光伏并网逆变器输出电流波形 (b)2号光伏并网逆变器输出电流波形图2 两台并网逆变器单独运行时的实验波形 (a) 无环流控制时 (b)加环流控制后图3 两台并网逆变器并联运行时的实验波形 支持电网调度的有功控制及无功控制技术并网逆变器与电网的通讯是通过本公司自主开发的功率控制单元产品来实现，当接到电网调度信号时，通过控制逆变器直流侧工作点来调节有功、无功输出，体现在控制环上即分别为和，可以使逆变器的预设的有功和输出； 图4 MW级光伏并网发电系统的电网调度示意图图5 逆变器有功调节曲线（黑线为模拟电网有功指令，红线为逆变器实际有功输出） 有功过频响应技术和动态无功补偿技术根据频率自动调整有功，或根据电压自动调整无功，在无电网调度指令的情况下，逆变器可根据电压和频率下垂特性自主修正逆变器输出的有功和无功指令，以维持电网电压和频率的稳定性，提高整个网络的运行可靠性，如：当电网电压偏低/偏高时，通过调节功率因数来向电网发送/吸收无功来抑制电网电压的扰动。 低电压穿越技术本项目开发“一种基于平均值滤波的三相电网电压跌落快速检测方法”，使逆变器可在10ms内检测出电网跌落故障，并通过注入无功电流来抬高电网电压，保证跌落至20%以下持续不脱网时间1s以上；当检测到电网跌落时，通过跌落深