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一、研究进展情况
根据项目立项书的时间安排，各子课题进展顺利，已按时完成相关的研究工作，具体情况如下：
(1)智能电网具有强大的功能、显著的综合效益和广阔的发展前景，是世界电网发展的趋势。但是它不是一个单纯的技术问题，涉及许多重要的基本理念。厘清这些理念对于科学高效地实施智能电网、对于技术创新和产业发展至关重要。为此，本项目组从智能电网的特点、智能电网的总体设想与技术内涵、与智能电网相关的技术、智能电网的近期与远期目标以及在实施智能电网时需要注意的事项等方面阐释了智能电网的基本理念。
(2)在我国智能电网已成为国家的重大发展战略，电力公司也已投入大量资金和人力来开展智能电网的相关研究与试点。然而，智能电网是一个不断发展的目标，需要进行持续的研究，以预测不断变化的需求和评估不断变化的收益和成本。为此，本项目组对我国中压配电网运行和可再生能源利用现状进行了系统调研，从中得到一些重要结论，并基于此归纳出对智能配电网的潜在要求以及相应的研发机遇，对我国未来智能电网的发展路线给出了指导建议。
(3)能源危机与环境污染是当今世界面临的共同挑战，因此，发展可再生能源已成为世界各国实现低碳发展、应对气候变化的战略选择。为了更好的指导我国可再生能源发电的发展建设，有必要对我国可再生能源发展的现状、挑战与前景进行相关分析。为此，本项目组系统分析了我国风能、太阳能等能源的资源分布、开发现状，并对其开发潜力进行了评估。
(4)本项目组系统深入的研究了我国智能电网产业区域分布特征，分析了影响我国智能电网产业发展的关键因素，进而对我国智能电网未来产业空间布局、产业发展趋势等提出对策建议；同时，提出了智能电网的可再生能源并网组合的一般模型，探索了光伏上网电价及商业模式，分析了我国分布式光伏发电产业发展现状，并提出了相应的对策。
(5)在此期间，项目组共组织了两次“学术交流”活动，一是2013年3月17日召开了课题启动会，明确了项目的主要工作内容与进度安排；二是2013年12月15日召开了年度交流会，各子课题负责人汇报了最新的研究进展，并明确了下一步的工作计划；
(6)在“成果宣传推介”方面，项目组于2013年4月向天津市资政要报提交了题为《关于推进我市智能电网相关产业发展的建议》的报告，并得到批复，并于2014年1月向社科处提供了一份成果要报，即《我国对智能配电网的需要与要求》。
注：2010年立项的重大项目主要填写2012年6月以来的研究进展情况。
二、研究成果情况
1. 智能电网的基本理念
(一)智能电网的特点
智能电网的特点是电力和信息的双向流动性，以便建立一个高度自动化的和广泛分布的能量交换网络。为了实时的交换信息和达到设备层次上近乎瞬时的供需平衡，把分布式计算和通信的优势引入电网。
集成的能量与通讯体系。在智能电网中，整个电网都成了电力交换系统，电所及之处都有可靠的双向通讯。由于电能与其他能源之间的转换比较方便, 所以智能电网会成为智能能源网的核心；而且由于智能电网的量测到户，所以其信息通信系统也将为智能城市的建设提供契机。
高度自动化与广泛分布式。传统的电力系统基本上是建立在只包括集中式煤、水、核能和天然气的广阔的能源网基础之上的。于是造成了如下的问题：
煤电占绝对比重，环境污染严重，并且能源利用率低下。生态文明要求人类采用可再生能源，并且随着技术的发展，风电、光伏等可再生能源发电的效率日益提高，成本逐渐下降。这些可再生能源天然是分布式的，应该注意分布式的利用。
电网的投资很高，网损大，且供电可靠性不高，难以满足未来数字化社会对电能可靠性和电能质量的需求。而广泛分布式电源来辅助集中式电源可缓解乃至解决这些问题。
因此，“如何处理数以万计的广泛分布的分布式电源和应对可再生的风能和太阳能发电的间歇性、多变性和不确定性，同时确保电网的安全性、可靠性和人身与设备安全，并激励市场”就成了未来电网亟需解决的问题。
电网运行需满足负荷约束和安全运行约束。传统电网中发电厂是完全被动地适应负荷需求的，电网也是按照全年峰值负荷时的需要建造的，电网资产的利用率低下。但用户系统中有着大量能与电网友好合作的可平移负荷，在实时电价的激励下它们可能与电力公司互动，实现电网负荷的消峰填谷，帮助电网提高资产利用率和运行效率。
因此，智能电网将通过使用监测、通信、控制和自动化技术，达到改善电力产生、分配和消费的目的。
(二)智能电网的总体设想与技术内涵
智能电网的总体设想是智能化、高效、包容、激励、机遇、重视质量、抗干扰能力(鲁棒性)强和环保等，而不是单纯的智能化，或单纯的将智能化技术应用于电网。
智能电网将加强电力交换系统的方方面面，包括发电、输电、配电和消费等。它将：
提供大范围的态势感知，该项工作有助于缓解电网的阻塞和瓶颈，缩小乃至防止大停电；
为电网运行人员提供更好“粒度”的系统可观性，使他们能够优化潮流控制和资产管理，并使电网具有自愈和事故后快速恢复的能力；
大量集成和使用分布式发电，特别是可再生清洁能源发电；
使电力公司可通过双向的可见性；倡导、鼓励和支持消费者参与电力市场和提供需求响应；
为消费者提供机会，使他们能以前所未有的程度积极参与能源选择。
(三)智能电网相关的技术
与智能电网相关的技术可分以下三类：
(1)智能电网技术。依其运行功能可分为：高级量测体系(AMI)；高级配电运行(ADO)；高级输电运行(ATO)；高级资产管理(AAM)。
需要澄清的是，风力发电、光伏发电和插件式的电动汽车等设备不是智能电网技术的组成部分。智能电网技术所包含的是，那些能够集成、与之接口和智能控制这些设备的技术。
(2)智能电网可带动的技术。作为一个平台，智能电网可推动和促进创新，使许多新技术可行，为它们的发展提供机会，并形成产业规模。
(3)为智能电网创建平台的技术。美国能源部所列出的将推动智能电网的五个基础性技术是：集成的通信；传感和测量技术；高级的组件；先进的控制方法；完善的接口和决策支持。
智能电网技术方面的基本理念是：智能电网将把工业界最好的技术和理念应用于电网，以加速智能电网的实现，如开放式的体系结构、互联网协议、“即插即用”等。事实上，其中有些已经应用于电网。但是仅当辅以体现智能电网的双向数字通信和“即插即用”能力的时候，其潜能才会喷发出来。
(四)智能电网的近期与远期目标
智能电网(Smart Grid)将像互联网那样改变人们的生活和工作方式，并激励类似的变革。但由于其本身的复杂性和涉及广泛的利益相关者，实现智能电网需要漫长的过渡、持续的研发和多种技术的长期共存。短期内，我们可以着眼于实现一个较为智能的电网(Smarter Grid)，它利用已有的或不久的将来就可配置的技术，使目前的电网更有效; 在提供优质电力的同时，也提供相当大的社会效益，如较小的环境影响等。
在我国实施智能电网发展战略，不仅能使我们获得高安全、高可靠、高质量、高效率和价格合理的电力供应，还能提高国家的能源安全、改善环境、推动可持续发展，同时能够激励市场与创新，从而提高国家的国际经济竞争力。
(五)在实施智能电网中需要注意事项
(1)智能电网将把一个集中式的、生产者控制的电网，转变成大量分布式的和与更多的消费者互动的电网。电网变迁的过程，必将改变整个行业的业务模型，且对所有利益相关者都有利。
(2)智能电网是一个不断发展的目标。需要进行持续的研究，以预测不断变化的需求和评估不断变化的收益和成本。在实施智能电网的过程中，需要时时刻刻地考虑：“我们所做工作是否适用于市场？是否能激励用户的参与？是否实现了资产优化？是否能高效运行？”。
(3)在智能电网实施中，必须坚持“创新驱动发展”的战略。要关心的是获得大量的知识产权，要在智能电网相关的技术方面做出大量的创新，降低智能电网的成本，提高智能电网的效益。即使是示范工程也需要事先进行经济效益分析。
(4)智能电网的实施面临着巨大的挑战。这不仅是由于它涉及广泛的利益相关者、智能电网的复杂性、确保信息网络安全、共识标准以及研究与开发(R&D)等方面的挑战，而且需要人们转变传统的电网理念。
(5)智能电网的性质决定了其参与者不应局限于电力公司、电力设备厂商，还应包括广大消费者和众多其他产业。因此，需要由国家以开放式的方式制定相应的政策和标准，以鼓励和支持众多企业的参与，
(6)需要出台旨在开放电力市场和激励电力公司智能电网投资的新法规。
2. 我国对智能配电网的潜在要求和研发机遇
下文中，(1)-(12)表示通过调研所得到我国配电网中存在的主要事实，(a)-(g)表示由现实存在问题所导出的研发任务。
(一)中压配电网的资产利用率低，而且具有改进的潜力
(1)10kV线路和配变的年平均利用率低。在所调查的40个城市中，29个城市10kV配电线路全年平均利用率在10~30%之间，39个城市10kV配电变压器全年平均利用率在10~30%之间。
(2)10kV线路和配变的峰荷平均负载率低。所调查的40个城市中，有36个城市10kV线路在系统峰荷时刻的平均负载率在50%以下，其中有22个在40%以下；有38个城市的10kV配电变压器在系统峰荷时刻的平均负载率在50%以下，有31个在40%以下，8个低于30%。
由事实(1)和(2)可以推断，国内多数城市中压配电网的主设备在大部分时间都处于低负荷运行状态，设备的利用率过低，而且在高峰负荷时整体利用率也很低。
(3)10kV出线的同时率低。某典型城市110kV/10kV变电站的载荷（功率）以及接于其二次侧的一条10kV母线上或相邻10kV母线上的各条(10kV)线路的负荷可能很不平衡，同时率只有0.57。这表明，在峰荷时刻变电站之间和线路间具有彼此转供和互相支持的能力，需要开发利用这一潜能。
(4)城网峰荷负荷中第三产业及居民生活负荷所占比重较大。以深圳、东莞、青岛、郑州为例，居民生活负荷所占比重均在16%以上，其中青岛达到28%，郑州接近33%；第三产业负荷所占比重均在17%以上，其中深圳达到27%，郑州达到30%。
(5)负荷曲线峰谷差率大。所调查的10个城市冬季和夏季的典型日峰谷差率均在0.3以上，部分城市超过0.5甚至达到0.63。负荷曲线峰谷差大使得发电、输电和配电的资产利用率都降低，而且发电效率也降低，网损增加。
由事实(4)和(5)可以推断，城网中第三产业及居民生活负荷所占较大，具有与电网友好合作的潜力，需要开发利用这一潜能。
(二)我国配电网在供电可靠性上难以满足数字经济的要求，亟待改善
过去几年来，我国城市用户年均停电时间多达几个小时，农村用户年均停电时间在部分地区甚至高达十几个乃至几十个小时，而同期美国城乡用户的年均停电时间约140分钟，欧洲发达国家在40－70分钟左右，在香港、新加坡、日本则不到10分钟。
以广州城网为例，通过分析各种因素对可靠性指标的影响程度分解，可得到以下结论：
(6)从停电电压层级看，配电网原因引起的停电占主要份额；
(7)在多数城市中，预安排停电对供电可靠性的影响非常大；
(8)在故障引起停电时，故障的查找、定位、隔离、修复以及恢复供电环节缺少自动化手段支持，造成故障停电恢复时间长、供电可靠性低；
(9)由于配网预安排停电中，转移非影响段用户供电的操作时间较长，对供电可靠性影响较大。
由事实(6)和(7)可知，我国配电网在供电可靠性上难以满足数字经济的要求，亟待改善。
由事实(8)和(9)可知，停电时间长是由于缺乏自动化手段、网络拓扑欠灵活以及管理水平低造成的。
(三)关于分布式电源应用前景与接入电网模式的调研表明，亟待开展灵活的即插即用的R&D
(10)不带储能设备的分布式光伏发电直接入网效益较高。我国太阳能发电的成本开始可以接受，太阳能发电的成本回收时间少于10年。在年供电量相同的前提下，从全社会成本角度看，当前不带分布式储能设备的分布式光伏发电直接接入配电网的模式，已经优于不考虑碳抽取与储存(CCS)措施的“风火打捆”集中式远距离供电模式。
(11)配电网可接纳初期接入的分布式电源。目前我国太阳能和风能的分布式发电总量还不多，占电网比重微不足道，故其入网对电网的频率没有影响。又由于配电网的裕量较大，所以有能力吸纳初期接入的这样的分布式电源。为此可能需要改善配电网和实现电压与无功优化。
由(10)和(11)可知，应该推进分布式风电与光伏发电直接接入配电网的进程。为此需要加速开展灵活的即插即用的R&D。
(12)小容量分布式电源入网的相关法规和标准空缺。我国针对分布式电源及其并网问题的研究起步较晚，目前刚就分布式电源并网后给系统带来的影响等问题开展理论研究工作，但缺乏统一的协调组织和规划。我国与此相关的政策、法规及技术标准严重空缺，这制约了分布式发电的发展。
(四)对智能配电网的潜在要求和研发机遇
综合(1)-(3)和(6)-(9)可知,要求实现自愈和优化功能，需要：
(a)配电网具有灵活的网络拓扑结构和安全而富有弹性的通讯，为此需要扩展或修改网络基础设施；
(b)使用监测，通信，控制和自动化技术，达到改善配电运行优化的目的。如,通过智能分布式控制系统的体系结构、配电快速仿真与建模和局部自动化功能（故障定位与隔离，网络重构、电压与无功控制，继电保护再整定）实现自愈功能和运行优化。
综合(4)和(5)可知，要求：
(c)为电力客户提供他们需要的数据和工具，以便帮助他们管理好能源使用、对能源做出科学的选择、做出满足他们的个性化需求的投资决策和提高效率。通过智能配用电系统的开发，使电力供应商和用户在创造一个可持续发展的和经济的电力的系统上成为合作伙伴。
综合(10)-(11)可知，为了保证各种分布式电源可以直接接入电网，要求：
(d)为用户提供“灵活的即插即用”的能力；
(e)开发出现高度不确定性（高渗透率的可变的DG）时，智能配电网优化规划和优化运行的模型、算法和工具。
综合(4)和(5)以及(10)-(11)可知,需要：
(f)建立成熟、健壮和集成的需求侧电力市场和提供电价激励，为此需制定相应的政策和建立监管机制、开展电力市场的研究与试点。
基于(12)，为了集成分布式电源，要求：
(g)开发设备行为、通讯互操作、分布式发电互联和配电网扩建、配电运行数据的采集与管理的标准和规约。
3. 我国可再生能源发展现状与前景分析
(一)我国新能源资源分布
我国对风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源的资源评价工作起步较晚，目前只是获得了一些宏观数据，在全面性、系统性、准确性、微观性等方面还有很多不足；非常规化石能源评价已取得了初步结果；天然气水合物的资源评价刚刚起步。但是现有的资源评价结果显示，从宏观角度，我国具有大规模发展新兴能源的资源潜力。
(1)风能
我国风能资源较为丰富，综合现有国内外权威机构风能资源研究成果，我国风能资源主要包括陆地资源与海上资源两部分，总计7-12亿千瓦。陆地的经济可开发量为6-10亿千瓦，海上1-2亿千瓦，陆上资源大于海上。
按照年平均风功率密度，我国可分为风能资源丰富区（年平均风功率密度≥150瓦/平方米）、较丰富区（年平均风功率密度在100-150瓦/平方米）、一般区（年平均风功率密度在50-100瓦/平方米）和贫乏区（年平均风功率密度≤50瓦/平方米）。
? 风能资源丰富区
我国的风能资源丰富区主要分布在我国北部及沿海两大地带，这里将其称作北部风能资源丰富带和沿海风能资源丰富带。
北部风能资源丰富带终年处于高空西风带控制之下，是冷空气侵入我国的必经之地，地势较平坦，风能资源十分丰富，年平均风功率密度在150瓦/平方米以上的区域面积大，有效小时数达5000-6000小时，是我国最大的成片风能资源丰富带。这一带目前已建有28个风电场，占全国风电场总数的65%，而且我国将要建设百万千瓦级容量的大型风电场都在这一区域内，这里将成为我国风能资源开发利用的基地。
沿海风能资源丰富带包括我国东部、东南沿海及近海岛屿，濒临海洋。由于海洋热容量大，又能使太阳辐射能传输到比较深的水层中，所以海水温度变化慢，具有明显的热惰性。大陆热容量小，表面温度变化快。这种海陆温差的影响，在冬季每当冷空气到达海上时风速增大，再加上海洋表面平滑，摩擦力小，一般风速比陆地上大2-4米/秒。
东南沿海由于受台湾海峡的影响，每当冷空气南下，狭管效应使得风速增大，使得这一区域风能资源十分丰富。
沿海地带夏、秋季节还存在热带气旋的影响，受台风的影响范围一般在800-1000千米的直径范围内，每次台风过境可产生一次大风过程，对形成这一区域丰富的风能资源具有重要的贡献。
这一地带相对内陆来说，风能资源丰富，150瓦/平方米年平均风功率密度等值线距离海岸线较近。东部、东南沿海及近海岛屿具有较大的风能资源开发潜力。但这一风能资源丰富带在陆上仅限于离海岸线2-3千米范围内，可供风能资源开发利用的面积十分有限。
? 风能资源较丰富区
这一区域是风能丰富区域的扩展，也就是沿海风能资源丰富带向内陆的扩展，北部风能资源丰富带向南的扩展。其风能资源形成的天气气候条件与丰富地带完全相同。根据沿海实测风速资料分析表明，风速由海面向大陆急剧下降，这是因为陆地摩擦大，空气团动能消耗很快，由海岸向内陆延伸至10千米处风速一般减小33%，至20千米处风速减小66%。沿海地区由海岸线向陆上风功率密度的分布大致为：海岸线附近约为150瓦/平方米，向内陆5-10千米降到100瓦/平方米，再向内陆20千米以上则降到50瓦/平方米以下。也就是说，由沿海风能资源丰富区向陆上很快降为风能资源较丰富区，直至风能资源贫乏区。所以这一地带风能资源丰富区和较丰富区仅分布于沿海岸线陆上狭窄的带状范围内。
北部风能资源丰富带向南扩展，其风功率密度不像沿海那样变化急剧，而是由北向南缓慢地递减，过渡带宽度在200千米左右。
此外，在青藏高原北部有一风能资源较丰富区。这里属于藏北高原，空气稀薄、人口稀少，随着电网、交通等条件的逐步完善，这里的资源风能将来也可以开发利用。
? 风能资源一般区
该区北沿风能较资源丰富区，自东北长白山开始向西、过华北、经西北到我国最西端。东部由沿海风能资源较丰富区向西到长江、黄河中下游广大地区。只有在大的湖泊和特殊地形的影响下，风能资源才较为丰富，如鄱阳湖湖区较周围地区风能资源丰富，湖南衡山、湖北九宫山、利川，安徽的黄山、云南太华山等山区局部风能资源也较为丰富。但是这些局部风能资源丰富区只限于较小范围之内，不像两大风能资源丰富带有那样大的面积。
从我国三北地区向南，由于冷空气从源地长途跋涉，到达我国黄河中下游，再到长江中下游，地面气温有所升高，使原来寒冷干燥气流逐渐改变为较冷湿润的气流（称为变性），亦即冷空气逐渐变暖，此时气压也变小，以致风速由北向南逐渐减小，风能资源也由丰富区过渡至较丰富区，乃至变为贫乏区。
? 风能资源贫乏区
风能资源贫乏区分散在三个地区，一个是以四川盆地为中心，包括陕南、湘西、鄂西以及南岭山地和滇南；一个是雅鲁藏布江河谷；再一个是塔里木盆地。这三个地区的共同特点是四周为高山环抱，冷暖空气很难侵入，即便冷空气越过高山，但势力大减，风速剧降。所以，这些区域年平均风功率密度都在50瓦/平方米以下，年平均风速都很小，一般在1米/秒左右，有些地方一年静风出现的频率很高，如绵阳、恩施、阿坝、思南、孟定、景洪等年平均静风频率在65%以上，新疆塔里木盆地的拜城和轮台其年平均静风频率也达50%和44%。这些区域风能资源开发利用潜力不大。
(2)太阳能
我国太阳能资源十分丰富。根据中国气象局风能太阳能资源评估中心的评估数据，我国太阳能资源总储量为1.47×108亿千瓦时/年，相当于1.8万亿吨标准煤。我国各地的年太阳能辐射量大致在933-2330千瓦时/平方米之间，中值为1620千瓦时/平方米（约为5850×106焦耳/平方米）。
我国太阳能资源空间分布呈现西高东低的特点。年太阳能辐射量中值线从内蒙古中部沿青藏高原东侧向西南至云南中部，将我国分为两大部分，其西北年太阳能辐射量高于全国平均水平，东南则低于全国平均水平。太阳能资源丰富区主要集中在西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏和内蒙古等西部地区，这些地区的年太阳能辐射量高，而且月际最大和最小可利用日数比值较小，年变化稳定。尤其是青藏高原地区平均海拔高度在4000米以上，全年气候干燥，云量稀少，大气透明度好，日照时间长，属世界太阳能资源丰富地区之一。全国以四川盆地和贵州省太阳能年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，这些地区雨多、雾多，晴天较少。
按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可以分为五类地区：
一类地区：全年日照时数为3200-3300小时，年辐射量在1860-2330千瓦时/平方米，相当于225-285千克标准煤燃烧所发出的热量。一类地区主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。特别是西藏西北部，地势高，大气透明度好，年太阳辐射总量最高可达2330千瓦时/平方米，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位。
二类地区：全年日照时数为3000-3200小时，年辐射量在1630-1860千瓦时/平方米，相当于200-225千克标准煤燃烧所发出的热量。主要包括内蒙古西部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部。新疆北部部分地区、河北西北部和山西北部等地。二类地区是我国太阳能资源较丰富地区。
三类地区：全年日照时数为2200-3000小时，年辐射量在1390-1630千瓦时/平方米，相当于170-200千克标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部部分地区、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。
四类地区：全年日照时数为1400-2200小时，年辐射量在1160-1390千瓦时/平方米，相当于140-170千克标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源较好。
五类地区：全年日照时数为1000-1400小时，年辐射量在993-1160千瓦时/平方米，相当于115-140千克标准煤燃烧所发出的热量。主要包括川西之外的四川中、东部地区和贵州省，是我国太阳能资源最少的地区。
一、二、三类地区，年日照时数大于2200小时，年辐射总量高于1390千瓦时/平方米，是我国太阳能资源丰富或较丰富地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。
(3)生物质能
我国是农业大国，生物质能资源极为丰富，主要为淀粉类、糖类和纤维素类生物质。每年，我国仅农作物秸秆资源量就达到7亿吨；薪柴供应量为1.43亿吨，禽畜粪便资源每年干物质总量约1.36亿吨，其中集约化养殖产生的禽畜粪便干物质量约为0.37亿吨。工业有机废水和禽畜养殖场废水资源理论上可以生产沼气800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。随着我国城市规模的扩大和小城镇建设的加快，城镇生活垃圾以每年8%-10%的速度增长，估计全国可利用生物质能资源总量可达7亿吨标准煤以上。
(二)我国新能源开发现状
(1)风能
随着《可再生能源法》的实施和相关配套政策的出台，我国风电进入了高速发展阶段。根据2010年7月中国电力企业联合会发布的2009年全国电力工业统计年报，我国并网风电装机和发电量连续4年翻倍增长。2009年底，我国并网风电装机达到1760万千瓦，同比增长109.82%，全国风电发电量增长111.1%。内蒙古风电并网装机容量突破500万千瓦，达到503万千瓦，居全国首位。辽宁、吉林、黑龙江、河北等四省的风电装机容量也已突破百万千瓦。
2020年前，我国风电发展以陆上为主，开发重点集中在西北、华北和东北“三北”地区及东部江苏沿海地区，在这些地区规划建设7个千万千瓦风电基地。
(2)太阳能
我国太阳能利用主要包括太阳能热利用和太阳能发电。
我国从20世纪70年代末开始加大了太阳能热利用技术和产品的研发与产业化，并取得了较好的效果。截至2008年，我国太阳能热水器面积超过1.25亿平方米，年产能4千瓦平方米，均居世界第一位。
我国是世界光伏电池生产大国，但光伏发电装机较少。截至2008年底，我国光伏系统累计装机容量达到14万千瓦，不足世界累计安装量的1%。2008年我国光伏系统安装量约4万千瓦，仅占当年全国光伏电池产量的2%。
近年来，我国对太阳能热发电技术研究给予了相当大的重视，并取得了一定的进展。2005年，在南京江宁区建成了国内第一座太阳能热发电示范电站，容量为70千瓦，但技术水平与国际先进水平差距依然较大。
(3)生物质能
在生物质直接燃烧发电方面，我国主要有垃圾发电和秸秆发电两种利用形势。从1985年开始，我国引入垃圾燃烧发电技术，近年来发展较快。1985年深圳建成了我国第一座垃圾焚烧发电厂。随着经济的发展，城市垃圾热值和产量不断提高，垃圾焚烧发电技术受到人们重视。继深圳后，我国陆续在广东珠海、顺德、浙江余杭、宁波、绍兴、上海、天津、北京等多个城市建设了垃圾焚烧发电站。目前，通过技术引进，我国已基本实现了垃圾焚烧锅炉的国产化。2003年以来，我国政府先后批复了江苏如东、山东单县和河北晋州3个国家级秸秆发电示范项目，拉开了我国秸秆发电建设的序幕。全国在建秸秆发电项目分布在山东、吉林、江苏、河南、黑龙江、辽宁和新疆等地。
生物质原料还可以通过发酵生产乙醇。我国政府在“十五”计划中就决定发展燃料乙醇产业。2001年国家爱颁布了乙醇汽油和乙醇燃料的使用标准，通过“863”计划支持，开发出了秸秆类纤维素废弃物制取乙醇的技术，并建成了工业示范工程。目前，吉林、山东、河南等地均已建成了试点项目。
我国的沼气应用也已经有较长的历史，在农业、工业和生活中都取得了较好的效果。我国政府一直重视沼气的发展，从“六五”到“十一五”期间，都安排了专门的财政资金用于发展农村沼气开发项目。据农业部统计，到2007年底我国农村沼气池数量达到2650万户，年产气量105亿立方米，折合100万吨标准煤。
从开发规模、近5年来的发展速度、技术装备水平、产业发展水平等介绍我国新能源开发情况。
(三)我国新能源开发潜力
(1)风能
根据我国风能资源总体分布情况看，我国风能资源高值区主要分布在“三北”地区、东部沿海地区以及青藏高原腹地。这些地区10米高度风能资源储量和技术可开发量分别占全国总量的85%和95%。考虑场址建设、土地或近海开发利用、电网接入等多方面条件，我国具备建设大型风电基地场址条件的区域只要集中在内蒙古、吉林西部、甘肃酒泉地区、新疆哈密地区、河北张家口地区及江苏和山东沿海区域。全国其他地区受到开发条件制约，以相对分散的中小型风电场开发形式为主。综合风能资源和开发条件约束，预计2020年我国风电开发潜力可达到1.7亿千瓦，2030年可达到2.7亿千瓦。
(2)太阳能
我国太阳能资源丰富，太阳能发电开发潜力巨大。在西北部太阳能资源富集地区具有大面积的荒漠荒地可用于太阳能开发。我国荒漠化土地面积约264万平方千米，其中干旱区荒漠化土地面积250多万平方千米。按照利用我国戈壁和荒漠面积3%的比例计算，太阳能发电可利用资源潜力可达27亿千瓦，年发电量可达4.1万亿千瓦时。同时，我国还有大量的建筑物屋顶适合发展建筑光伏发电。粗略估计，我国现有建筑屋顶面积总计约400亿平方米，如果按照1%的利用比例安装建筑光伏发电系统，装机总量约3550-6620万千瓦，年发电量287-543亿千瓦时。
(3)生物质能
我国生物质能源材料丰富，生物质能源在我国具有广阔的发展前景。
根据生物质能源可获得量，假设能源植物部分（制生物燃油）按2020年、2030年、2050年分别取可获得量的30%、50%和70%利用率计算，其它资源主要用于生物质发电，按可获得量的20%、40%、60%的利用率计算，发电效率按20%计算，则到2050年我国生物质能资源可开发量接近10亿吨标准煤。
预计到2050年，我国生物质发电量可达到5900亿千瓦时，生物燃油资源可开发量将达到3.6亿吨标准煤，为保障我国石油安全提供强有力的支撑。
4. 我国智能电网产业区域分布特征（区域特征）
课题从分析中国智能电网产业区域分布特征和重点省市智能电网产业发展现状入手，综合研究了智能电网产业发展现状、国家技术发展水平、地区产业基础、地方政策和新能源发展战略等，分析了影响我国智能电网产业发展的影响因素，就中国智能电网未来产业空间布局、产业发展趋势等提出对策建议。
5. 智能电网的可再生能源并网组合的一般模型。
从可再生能源的发展概况和最优控制理论入手，对可再生能源的并网进行分析，运用最优控制理论研究可再生能源并网组合策略，以并网系统运行成本最低为目标函数，以智能电网储能系统的储电量变动为状态约束，建立基于智能电网的可再生能源并网组合的一般模型。以“火电-风电-光伏”的可再生能源并网组合模型为例分析模型的求解过程，运用粒子群算法对“火电-风电-光伏” 可再生能源并网组合最优控制问题进行计算机仿真计算，并对模拟结果进行分析。研究结果表明，在可再生能源并网方面，可再生能源未来主要以分布式发电方式为主，智能电网是发展可再生能源必不可少的有效手段，它能解决可再生能源的并网问题。基于最优控制理论建立的可再生能源并网组合策略能够有效适用于具有代表性的“火电-风电-光伏”并网组合。“火电-风电-光伏”并网组合通过最优控制模型的建立和粒子群算法的迭代计算和仿真模拟，得出“火电-风电-光伏”并网组合策略最优组合值为0.4:0.1:0.5，分析发现规模经济系数与总成本存在递减的线性关系，“火电-风电-光伏”以最优组合策略并网可以降低电网的缺电损失，有利于可再生能源以较为有效的方式并入电网。
就当前我国智能电网产业发展现状来看，中国智能电网产业的集聚化分布进一步显现，以产业、技术和应用为向导，逐步形成了以环渤海、长三角、中西部和珠三角为核心，面向全国的产业格局。“十二五”期间，我国智能电网相关试点建设已经相继展开，未来几年内我国智能电网产业发展将呈现出以下三大趋势：智能电网高压设备的研发与制造将持续向技术和产业基础雄厚地区集聚；因产业链延展而产生的智能电网新兴产业将在政策先行地区发展和集聚；智能电网示范应用将由部分地区试点加速向全国扩展。
6. 光伏上网电价及商业模式研究。
构建了基于学习曲线的光伏发电净现值模型，用光伏学习曲线描述光伏组件累计产量与光伏组件价格之间的函数关系，探讨光伏组件累计产量对单位峰瓦光伏组件的价格弹性系数以及光伏组件平均价格的关系。反映未来光伏电价的趋向走势，对上网电价进行定期调节，为合理制定上网电价提供科学依据。以国内80家上市太阳能板块股票2014年6月5日的β值信息，并按照普通收益率计算方法，按账面价值比剔出了财务杠杆，并按照算术平均的方法计算出了从2011年1月7日到2014年6月4日这三年间β系数的平均值,标的指数为上证综合指数。计算了中国光伏累计装机量增长曲线、光、火发电成本对比变化曲线。光伏发电成本是不断降低的，而火电成本是不断上升的。当火电成本以每年6%的增长率上升时，年均光照时长为2600h的区域大约10年后，即在2022年光伏发电可实现平价上网，届时光伏发电可逐渐取代火电成为我国重要的发电方式之一。
7. 我国分布式光伏发电产业发展现状与对策
首先按照系统接入方式，对国际上推行的分布式光伏发电存在“上网电价”模式、“自发自用的净电量计量”模式、“带储能的离网”三种商业模式进行了系统分析。接着探讨了我国分布式光伏发电的制约因素分析和我国光伏市场的地区分布特征以及我国各省用电量。针对分布式光伏发电的特性，提出我国分布式光伏发电的分区域支持政策。重点支持用电价格水平较高、电力负荷较大、控制能源消费总量任务较重的长三角、珠三角、京津冀及周边地区建设分布式光伏发电，这些地区新增规模约占全国分布式光伏发电总规模的80%以上。就完善政府相关政策，提出调动中央能源企业、地方国有、民营和外资企业参与分布式光伏发电的积极性，大力扶持专业能源服务公司的发展，推动第三方融资模式的发展，构建起适合我国分布式光伏发电产业发展的商业模式，为分布式光伏发电创造良好的市场化发展环境，吸引不同主体的投资者参与分布式光伏发电的投资、建设、运行和维护，打破电网公司对电力市场的一票否决权，形成各方参与发展分布式光伏发电的新格局。加大金融支持力度，充分发挥金融杠杆作用、继续加大政府对分布式光伏发电的补贴力度与政策执行监管力度、切实解决分布式光伏发电项目并网问题，尽快实现“平价上网”、将分布式光伏发电纳入城市规划与乡村建设体系、完善相关法制体系与市场监管机制、加快分布式光伏发电示范城市或工业示范区建设等政策建议。
注：2010年立项的重大项目主要填写2012年6月以来的研究成果情况
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序号 |
成果名称 |
作者 |
成果形式 |
刊物名或出版社、刊发或出版时间 |
字数 |
转载、引用、获奖等情况 |
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1 |
智能电网基本理念阐释 |
余贻鑫，秦超 |
论文 |
中国科学f辑：信息科学；2014年 |
8000 |
无 |
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2 |
Challenges and R&D opportunities of smart distribution grids in China |
余贻鑫，曾沅，刘洪，孙冰 |
论文 |
Science China-Technological Sciences |
3200 |
无 |
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3 |
关于推进我市智能电网相关产业发展的建议 |
余贻鑫 |
报告 |
社科界资政要报，天津市社会科学界联合会主办；2013 |
1800 |
无 |
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4 |
ntersectoral burden sharing of CO2 mitigation in China in 2020 |
Weidong Chen，Heqing |
论文 |
Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change |
7000 |
无 |
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5 |
Allocation strategy research in the smart grid based on optimal control theory |
Weidong Chen，Dan Wu |
论文 |
(已投energy policy，评审中) |
8000 |
无 |
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6 |
基于最优控制理论的可再生能源并网组合策略研究 |
吴丹 |
硕士论文 |
（吴丹硕士论文，已经毕业）
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50000 |
无 |
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7 |
我国分布式光伏发电产业发展现状与对策 |
陈卫东、宋欢 |
论文 |
，京津冀协同发展论坛论文集收录 |
4000 |
无 |
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8 |
中国分布式光伏发电上网电价预测与商业模式研究 |
陈卫东 |
咨询报告 |
完成中 |
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无 |
