1、分布式光伏供电与智慧照明分布式光伏供电与智慧照明1孙耀杰孙耀杰 教授教授信息学院信息学院 光源与照明工程系光源与照明工程系先进照明技术教育部工程研究中心先进照明技术教育部工程研究中心智能电网控制技术电气工程技术视觉与照明科学课题组介绍：交叉学科团队课题组介绍：交叉学科团队孙耀杰耀杰教授林燕丹林燕丹副教授马磊磊 科研助理邱婧婧邱婧婧 科研助理钱敏敏华 工程师成成员博士后、博博士后、博士、士、硕硕士研士研究生共究生共 2222人人n20122012年年江江苏苏省省创创新新团团队队领领军军人人才才，20092009年年中中国国商商飞飞联联合合工工程程队队成员。成员。n国国家家光光伏伏发发电电及及产产2、业业化化标标准准工工作作组组成成员员，承承担担3 3项项国国际际主主编编、2626项国家和行业标准的编制、项国家和行业标准的编制、审定。审定。n国家能源国家能源重点实验室重点实验室、中国质量认证中国质量认证中心中心技术技术专家专家。孙耀杰复旦大学信息复旦大学信息学院教授学院教授中国电源学会中国电源学会常务理事常务理事IEEEIEEE高级会员高级会员n承承 担担(参参 与与)国国 家家“973973”和和“863863”项目多项项目多项；n国国家家“大大飞飞机机”重重大大专专项项项项目多项；目多项；n承承担担国国家家科科技技部部、国国家家发发改改委委、江江苏苏省省科科技技厅厅、江江苏苏省省经信委3、等产业化项目经信委等产业化项目1010余项余项n江江苏苏省省科科技技进进步步二二等等奖奖，20132013年年上上海科技进步二等奖排名第一；海科技进步二等奖排名第一；n江苏省双创，创新团队领军人才；江苏省双创，创新团队领军人才；n已已授授权权国国家家发发明明专专利利2020项项，实实用用新新型型1818项项；发发表表学学术术论论文文120120余余篇篇，其其中中SCI/EISCI/EI论论文文5050余余篇篇，学学术术专专著著3 3本本.人才项目与获奖主要科研经历时代的代的发展展123技技术的的积累累趋势与与问题智慧、能源、照明智慧、能源、照明雾霾、雾霾、PM2.5、酸雨、酸雨等环境污染等环境4、污染5引用的图片和资料来源于互联网公开的资源和文献，在此一并致谢。分布式光伏分布式光伏-政府强有力的推动政府强有力的推动6 61.每年可替代标准煤总量近5800万吨，减少雾霾、碳排放，产生巨大社会效益，主管领导的量化指标2.对81个城市及8个产业园都作出明确指标规定，将新能源发电特别是分布式光伏发电由过去的电力补充地位上升到重要发电方式之一 中国中国发改委改委预测2020年，光伏成本达到年，光伏成本达到0.7元元/千瓦千瓦时的情况下的情况下，装机，装机 可可达达 4亿千瓦千瓦=22个个长江三峡江三峡电站站，其中分布式光伏其中分布式光伏发电将超将超过50%。上述数据来源上述数据来源“发改委改委能5、源能源局局 时璟丽 北京2013年4月”示范城市示范城市替代能源量替代能源量（万吨标准煤（万吨标准煤/年）年）占能源占能源消费比消费比例例%重点建重点建设内容内容嘉嘉兴市秀洲区市秀洲区3110重点发展太阳能，到2015年末，规划区内太阳能光伏发电装机达到12万千瓦济南南市市长清区清区289.4重点发展可再生能源电力，在园区工业企业、学校建筑、居民建筑屋顶建设分布式光伏发电系统，到2015年，区内可再生能源电力装机超过45万千瓦湖北省襄阳市湖北省襄阳市1046重点发展可再生能源电力，到2015年可再生能源电力在新能源消费中的比例达到50%江江苏省省盐城市城市7210.6重点发展太阳能，利用分布式6、光伏发电和“阳光屋顶”工程为城区提供清洁能源复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering7大数据、能源互联网、智慧照明大数据、能源互联网、智慧照明引用的图片和资料来源于IEEE8新技术的驱动力新技术的驱动力-3.V电压的猜想电压的猜想引用的图片和资料来源于IEEE9新技术的驱动力新技术的驱动力-追梦追梦引用的图片和资料来源于IEEE时代的代的发展展123技技术的的积累累趋势与与问题智慧、能源、照明智慧、能源、照明可靠、高效、智能的逆变器系统及应用包含了什么？并 网 离 网 应 用逆变器的可靠性与智能化控制与监测可靠性高效性智能性系7、 统 开 发硬 件软 件测 试 认 证产品化与市场化云技术研究研究方向一：智能化光伏并网逆变与电站优化方向一：智能化光伏并网逆变与电站优化研究内容：研究内容：MWMW级大功率并网级大功率并网与低压穿越关键技术与低压穿越关键技术中国地形Topline of china Topline sea level(m)海拔（米）-100-500 500-1000 1000-1500 1500-4000 4000-7000 Boundary西藏平均海拔高于4000m青海平均海拔高于3000m光伏发电特点：波动性、随机性、间歇性我国规模化光伏电站主要地域情况：高海拔、电网相对薄弱的西北地区探索适应我国自然环境8、条件下光伏电站并网性能，验证在各类故障条件下的技术措施，制定科学的技术体系，建立完善的标准与评价体系。12研究内容：研究内容：高渗透率分布式并网逆变高渗透率分布式并网逆变控制控制技术技术 核心技术核心技术MPPTMPPT控制方法与功率电路优化控制方法与功率电路优化复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering134%阵列遮挡损失阵列遮挡损失3%逆变器转换损失逆变器转换损失80%电站总体效率电站总体效率1%交流损耗交流损耗4%污秽损失污秽损失3%太阳辐射损失太阳辐射损失2%温度损失温度损失0.7%直流线损直流线损2%MPPT损耗损耗29、%组串失配损失组串失配损失电站系统效率设计值电站系统效率设计值太阳太阳电池效率池效率测试标准条件：准条件：温度温度25，光，光谱分布分布AM1.5，辐照照强度是度是1000W/m2研究内容：电站系统效率分析与智能维护研究内容：电站系统效率分析与智能维护系统描述：驱动评估系统由400A 1200V NPC2模块三片并联构成。模块总标称电流1200A驱动板：采用EiceDRIVER 4片1ED020I12-F ，四路独立预驱动 F3L2020E07-F-P_EVAL接口板：12A 电流扩展能力优化并联均流能力MA3L120E12_EVAL功能和特性：模块采用第四代中功率IGBTF3L400R12P10、T4_B26 低寄生电感模块封装实现高效率短路保护有源嵌位应用：250kW以上光伏逆变器不间断电源复旦复旦-英飞凌联合实验室：英飞凌联合实验室：500kW500kW集中式逆变器三电平集中式逆变器三电平解决方案解决方案三电平模块并联方案三电平模块并联方案实验实测波形:开通和关断的Ic电流结论:可以实现优异的动态均流最大功率点跟踪算法。在深入分析、验证现有多峰值最大功率点跟踪算法。在深入分析、验证现有多峰值MPPTMPPT追踪算法的基础上，追踪算法的基础上，提出了利提出了利用电流环增益与时间乘积用电流环增益与时间乘积的目标函数自的目标函数自适应扰动控制算法，实现了适应扰动控制算法，实现了全局最大功11、率点的快全局最大功率点的快速、稳定追踪，可相应快速速、稳定追踪，可相应快速大气改变大气改变时大范围追踪，且对系统参数变化不敏感时大范围追踪，且对系统参数变化不敏感。16对对地漏电流消除地漏电流消除 利用正负序分解算法和利用正负序分解算法和NPCNPC电路电路的小矢量优化载波方式抑制共模电流的小矢量优化载波方式抑制共模电流光伏电池本身具有较大对地电容，将可能影响人身安全，并严重影响并网电力品质电路设计与控制技术不合适电路设计与控制技术不合适优化后的剩余电流优化后的剩余电流复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering17在该在该领域领12、域多年多年的的学术学术研究和研究和工程工程实践积累，获得国际、国内同行的认可，实践积累，获得国际、国内同行的认可，成为成为国国家标准家标准/行业标准制定的依据行业标准制定的依据，因此因此入选国家入选国家“光伏发电及产业化标准推进工作光伏发电及产业化标准推进工作组组”和和IECIEC国际电工委员会国际电工委员会TC8TC8分布式发电标准编制分布式发电标准编制技术技术组组，负责并网负责并网逆变器专逆变器专业领域的国际标准，中国国家标准和行业标准的主编和审定业领域的国际标准，中国国家标准和行业标准的主编和审定。标准名称准名称时间级别承担任承担任务1IEC TC8 PT62786-2（国际标准）20113、2IEC standard核心成员2 光伏发电站低电压穿越检测技术规程2010Grid industry standard审核、验证3光伏发电站电能质量检测技术规程Power quality test method for PV plant2010Grid industry stnadard审核、验证4光伏发电站逆变器电能质量检测技术规程Power quality test method for inverter2010Grid industry stnadard审核、验证5光伏发电站功率控制能力检测技术规程Power control ability test for PV plant 20114、0Grid industry stnadard审核、验证6光伏发电站逆变器电压与频率响应检测技术规程Grid trip test for PV plant 2010Grid industry stnadard审核、验证7光伏发电站逆变器防孤岛效应检测技术规程Islanding test for PV plant 2010Grid industry stnadard审核、验证8400V以下并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法2009Grid industry stnadard编制组主要成员9光伏系统用逆变器的安全要求（强制性）Safety requirement for PV inverte15、r 2011China GB standard主主编之一之一10 风光储输联合发电站设计规范20122012China GB standard主主编之一之一复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering18研究成果研究成果：高性能高性能光伏并网发电装置光伏并网发电装置 兆兆瓦瓦级级项项目目成成果果获获江江苏苏省科技进步二等奖省科技进步二等奖；分分布布式式逆逆变变器器获获上上海海市市科技科技进步二等奖进步二等奖产品在国际上获得了全球各项证书：包括VDE，SAA，ENEL，CSA,CE,TUV,ISO，HALT，ISTA，STRIFE，16、Arsenal Research，Photon等。而且是国内首家通过标准UL1998软件认证的逆变器产品。研究方向二：高可靠性研究方向二：高可靠性LEDLED智能照明系统智能照明系统研究内容可调光智能多模式情景光照明控制系统飞机机载机内、机外LED照明关键装置复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering21申报专利申报专利2020余项，获批余项，获批5 5项；获得项目资助超过项；获得项目资助超过500500万，包万，包括国家括国家973973和大飞机重大专项和大飞机重大专项目前在联合上海航空电器厂，目前在联合上海航空电器厂，深入开17、展视觉工效成果工程化深入开展视觉工效成果工程化与实证技术问题，共同研制用于与实证技术问题，共同研制用于XXXXXX核潜艇和可用于航母的核潜艇和可用于航母的功能性照明装置功能性照明装置，建立可以提高战士作战效能的视觉光环境，建立可以提高战士作战效能的视觉光环境22驾驶舱驾驶舱视觉工效学与调光控制研究视觉工效学与调光控制研究复杂复杂视觉环境对控制系统和人机工效的要求视觉环境对控制系统和人机工效的要求复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering2323研究了研究了基于舒适度的基于舒适度的LEDLED光源的光源的流明值与电流的流明值与电流18、的非线性动态调节非线性动态调节过程和过程和RGBRGB混光的动态控制混光的动态控制过程过程，提出了调节过程中的动态电流波形控制与优化的电路设计方法提出了调节过程中的动态电流波形控制与优化的电路设计方法，形成形成了多项了多项发明专利发明专利，学术思想是大飞机工程样机的情景照明控制的理论依据。学术思想是大飞机工程样机的情景照明控制的理论依据。情景光照明控制情景光照明控制时代的代的发展展123技技术的的积累累趋势与与问题智慧、能源、照明智慧、能源、照明25复旦大学信息学院 School of Information Science and EngineeringIEEE Spectrum产业化技术尚19、待深化产业化技术尚待深化26复旦大学信息学院 School of Information Science and Engineering分布式电站损坏事件的统计情况分布式电站损坏事件的统计情况数据来源于德国“Mannheimer Versicherung保险公司”在光伏领域的实际业务30%0%13%3%2%13%1%1%32%3%2%0%根据根据损损坏事件坏事件赔偿赔偿金金额额的的评评估估过电压技术故障飓风蓄意破坏动物攻击偷盗雪压玻璃破裂火灾冰雹误操作其他45%10%9%8%7%4%4%4%2%2%2%3%根据根据损损坏事件数量的坏事件数量的评评估估过电压技术故障飓风蓄意破坏动物攻击偷盗雪压玻20、璃破裂火灾冰雹误操作其他逆变器设计不合理，本身效率低逆变器设计不合理，本身效率低;直流侧的电流纹波加大，直流侧的电流纹波加大，使组件发热起火使组件发热起火;直流侧漏电和人员触电的风险上升直流侧漏电和人员触电的风险上升分布式电站损坏事件的统计分析分布式电站损坏事件的统计分析快速发展的智能科技快速发展的智能科技220V/380V10kV/20kV/30kV110kV550kV/750kV智能化逆变器智能化逆变器内嵌智能控制内嵌智能控制 模型模型智能调光的目标只是节能智能调光的目标只是节能?9/24/202432加上智能颜色的控制足够吗加上智能颜色的控制足够吗?9/24/202433基于人体自然光节21、律的照明控制基于人体自然光节律的照明控制自然光变化自然光变化s/p：暗明比acv：生物节律影响因子值CT：色温评价因素提取评价因素提取人体生物机能随时间的变化生物生物节律律人体生物机能随时间的变化模型动态照明：在一天不同的时间段，提供不同的照度和色温组合，自然渐变，以保证人体处于最佳工作和休息状态。34LEDLED驱动器复杂程度在上升驱动器复杂程度在上升智能照明智能照明-高铁一样便捷高铁一样便捷9/24/2024Yandan Lin;36网络 照明技术智能化算法健康、舒适、节能视觉科学结合固态照明与智慧供电结合固态照明与智慧供电 开展电力电子控制技术研究开展电力电子控制技术研究371云计算和便22、携通讯带来大量的数据中心需求，固态照明的普及使云计算和便携通讯带来大量的数据中心需求，固态照明的普及使直流总线供电成为可能，结合电动车充电、电池储能、智慧电能直流总线供电成为可能，结合电动车充电、电池储能、智慧电能变换技术形成智慧供电系统，用于工业、照明、医疗等领域；变换技术形成智慧供电系统，用于工业、照明、医疗等领域；2研究应用于分布式光伏发电系统上的物联网传感技术，并结合光研究应用于分布式光伏发电系统上的物联网传感技术，并结合光伏发电系统的综合评价与运营维护的方法，实现发电系统电能转伏发电系统的综合评价与运营维护的方法，实现发电系统电能转换效率、关键节点温度等运行参数的全面检测，为评估系统运行换效率、关键节点温度等运行参数的全面检测，为评估系统运行状况提供数据状况提供数据支撑支撑;2012年年12月月26日中日中节能江能江苏盐城城东台台电站的站的发电量衰减量衰减现象象调研照片研照片2012年年IEEE 物物联网与用网与用电智能构架智能构架图感谢孙耀杰 156016930693816