一、成果简介：

近年来，甘肃扶贫光伏快速发展，而农村电网建设相对滞后，且分布式光伏点多面广，与农村用能模式不匹配，造成扶贫光伏难以完全消纳，影响光伏扶贫效果，容易导致脱贫人口再次返贫和电网电能质量的恶化。因此，迫切需要探索消纳扶贫光伏的农业负荷科学用能新途径，以实际行动贯彻国家光伏扶贫惠民政策。本项目从科技扶贫与循环绿色农业需求出发，立足“扶贫光伏+农业负荷”，针对扶贫光伏就地消纳不足、农村电网电能质量差及运维能力薄弱等问题，开展多维度光-荷-储综合优化控制、适应扶贫光伏消纳的农业负荷培育与光-荷-储综合应用、扶贫光伏电源接入电网的电能质量分析与控制、基于“云端管理+终端自治”的扶贫光伏电源优化管理和智能运维技术等领域关键技术研究，研发“扶贫光伏+农业负荷”业务集成服务平台，并构建兆瓦级“扶贫光伏+农业负荷”多维度光-荷-储综合控制示范工程，完成关键技术的示范应用，引领和推动甘肃省科技扶贫与乡村振兴计划的持续实施。

设施农业多能互补云平台

二、技术优势及性能指标：

（一）、技术优势

针对甘肃省扶贫光伏点多面广的分布式与农村负荷用能模式不匹配，造成扶贫光伏消纳难，严重影响扶贫效果和电网电能质量，通过扶贫光伏与农业负荷的综合优化控制、农业负荷培育及人工智能远程运维研究，开展兆瓦级“扶贫光伏+农业负荷”多维度光-荷-储综合控制应用示范，从而引领和推动甘肃省科技扶贫与乡村振兴计划的持续实施。

成果进行了以下5个方面的研究：

1.“扶贫光伏+农业负荷”多维度光-荷-储综合控制研究，针对甘肃省扶贫光伏点多面广的分布式接入电网与农村负荷用能模式不匹配，造成扶贫光伏不能完全消纳问题，研究“扶贫光伏+农业负荷”多维度光-荷-储综合优化控制方法和策略；以甘肃典型农业负荷消纳扶贫光伏为场景，对多维度光-荷-储综合控制策略进行模拟应用，为其应用示范提供技术支撑。

2.研究具有可时移特性并具有高额回报的现代农业负荷培育方法，以解决扶贫光伏全额消纳所需要的电网改造费用过高问题，适应不同脱贫致富对象，实现多类型农业负荷可时移控制与农用储能配置，实现水及生物质废弃物处理循环利用、并提出未来光伏消纳的农业电能清洁替代发展路径。

3. 研究规模化扶贫光伏电源接入配电网电压质量的影响评估方法，研究高渗透率扶贫光伏接入的电能质量控制技术，研究基于“云端管理+终端自治”的扶贫光伏电源优化管理技术和远程运维技术，完成多场景多时间尺度协同优化，实现扶贫光伏远程运维诊断。

4. 研究基于扶贫光伏和农业负荷的数据源综合集成技术，开发基于扶贫光伏和农业负荷的业务应用集成展示平台，实现“扶贫光伏+农业负荷”关键技术业务化展示、组件化信息服务、业务应用系统开发。

5. 构建兆瓦级智慧农业负荷消纳分布式扶贫光伏示范区，产业园区年产值不低于5000万元，年电量提升不低于50万度，产值增加不少于1000万元，实现“扶贫光伏+农业负荷”的育种产业、光-荷-储综合控制模式及流程、与不同类型农业负荷可时移性相匹配的光伏消纳、扶贫光伏协同优化调度与远程运维等展示。

（二）、性能指标

1.研发“扶贫光伏+农业负荷”多维度光-荷-储综合优化控制技术、具有可时移特性并具有高额回报的现代农业负荷培育技术、基于“云端管理+终端自治”的扶贫光伏发电系统优化管理与规模化小容量扶贫光伏发电系统的故障诊断和智能运维技术及基于扶贫光伏和农业负荷的数据源综合集成技术等5项关键技术。

2.围绕关键技术突破所取得的成果，授权发明专利9项，获得软件著作权登记2项，发表三大检索相关学术论文17篇。开发可扩展的“扶贫光伏+农业负荷”集成服务平台1套，建立“扶贫光伏+农业负荷”的业务组件库、业务主题库，以“分布式扶贫光伏消纳工程”为背景，完成应用服务和实际工程的对接。

3.构建兆瓦级智慧农业负荷消纳分布式扶贫光伏示范区，产业园区年产值不低于5000万元，设施农业园区面积不少于200亩，年电量提升不低于50万度，产值增加不少于1000万元。示范应用中实现“扶贫光伏+农业负荷”光-荷-储综合控制模式及流程展示、不同类型农（牧）业（智慧农业）负荷可时移性相匹配的光伏消纳技术展示、扶贫光伏电源协同优化调度策略与远程运维技术展示及业务服务动态展示。

三、所属领域：

综合能源服务方向：综合能效服务技术

四、成熟度：

生产阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

(一)市场应用情况

国网甘肃省电力公司2016 年和2019 年相继承担了国家电网公司总部科技项目“基于可时移农业负荷的分布式电源就地消纳技术研究与示范”和“适用农业负荷的分布式扶贫光伏消纳技术与商业模式研究及示范工程建设”，将甘肃农业大省和新能源大省的特点有机结合起来，旨在通过发展农业负荷探索就地消纳分布式电源的新模式，经过两年多的努力，在甘肃定西香泉镇建设了位于定西香泉扶贫产业园内的分布式电源就地消纳示范基地，同时组建了中国农业大学教授工作站，建成中国农业大学博士硕士研究生培养基地，高海拔智慧农业示范园区，利用互联网技术实现了基地与大学之间的有效互动，在中国农业大学成立了多学科专业技术支撑团队，结合甘肃定西当地气候和农业产业优势，把分布式电源、光伏扶贫和马铃薯育种基地建设有机结合起来，设计了交直流混联电网供电模式，通过发展调温、调湿、除虫、固氮等农业负荷实现分布式电源的就地消纳，示范基地建设取得了预期效果。

在国家电网公司科技项目支持下，本项目结合甘肃农业特点，通过培育高质量高效益的892kW农业可时移负荷，开发应用沼气储能、抽水蓄能等就地取材的储能技术，设计交直流混联供电模式，研发过零功率并网的友好并网装置等，采用“云端管理，终端控制”的调控模式，以实现对当地1225kW光伏扶贫电源的就地消纳。从项目实施看，2019年在就地消纳的情况下反而由电网增加用电量50余万千瓦时，还为当地农业企业带来年6000余万元经济收益，创造了230个当地农民就业岗位，参与课题研发的电网、电源、负荷企业取得的经济和社会效益显著。

(二)经济效益分析

在电源与电网调整与消纳能力趋于饱和的情况下，大力发展负荷将是下一步工作重点。我国十三五期间经济发展模式转变，工业发展处于调整期，全社会用电量增长缓慢，有些地区出现负增长，而广大农村用电负荷需求稳步增长，智慧农业和设施农业作为新的用电客户增长潜力巨大，尤其是在高海拔、半干旱和干旱地区设施农业负荷需求更迫切。因此，大力发展农业负荷将是进一步消纳可再生能源的重要方向。同时，在我国中西部地区，由于农村电网建设相对滞后，在较短时期内完成改造以适应大规模光伏扶贫电源接入的任务异常艰巨，势必会影响到国家光伏扶贫这一惠民政策的持续贯彻落实，亟需围绕光伏扶贫探索新方法，取得新突破。

我国光伏农业受光伏产业的驱动正得到大力发展，光伏农业市场投资在21省市已超过130 亿元，在政策激励和效益引导下，在甘肃省在地开展扶贫试点项目，通过发展“扶贫光伏+农业负荷”的商业模式，探索新的就地光伏消纳与设施农业负荷匹配与协调控制的新商业模式，将扶贫光伏与种植、农产品加工和畜牧业相结合可以使偏远地区充分利用富足的光照资源完成能源优化和转型，实现分布式光伏的就地消纳，提高了用户效益，农户单位综合收益以及提升精准扶贫效果得以提升。同时由于扶贫光伏的就地消纳，减轻了农村电网外送压力，降低了电网改造费用，为电网的增收提供了新思路。