方向一大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)消納

4-“智能電網(wǎng)技術與裝備”重點專項2017年度項目申報指南建議為落實《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》，以及國務院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》、《中國制造2025》和《關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》等提出的任務，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“智能電網(wǎng)技術與裝備”重點專項。根據(jù)本重點專項實施方案的部署，現(xiàn)提出2017年度項目申報指南建議。本重點專項總體目標是：持續(xù)推動智能電網(wǎng)技術創(chuàng)新、支撐能源結構清潔化轉型和能源消費革命。從基礎研究、重大共性關鍵技術研究到典型應用示范全鏈條布局，實現(xiàn)智能電網(wǎng)關鍵裝備國產化。到2020年，實現(xiàn)我國在智能電網(wǎng)技術領域整體處于國際引領地位。本重點專項按照大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)消納、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶供需互動用電、多能源互補的分布式供能與微網(wǎng)、智能電網(wǎng)基礎支撐技術5個創(chuàng)新鏈(技術方向)，共部署23個重點研究任務。專項實施周期為5年(2016-2020)。1.大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)消納1.1可再生能源發(fā)電基地直流外送系統(tǒng)的穩(wěn)定控制技術（基礎研究類）研究內容：針對我國弱同步電網(wǎng)中可再生能源發(fā)電基地直流外送系統(tǒng)的穩(wěn)定運行需求，研究系統(tǒng)的動態(tài)特性和穩(wěn)定控制方法，具體包括：可再生能源發(fā)電與直流輸電的交互影響機理及其機電/電磁動態(tài)分析與仿真技術；可再生能源發(fā)電基地動態(tài)特性分析方法；多可再生能源發(fā)電基地間的相互作用關系及相關電網(wǎng)動態(tài)特性分析方法；基于可再生能源發(fā)電、直流輸電或專用裝備的次/超同步振蕩分析及抑制方法；計及可再生能源波動、交流系統(tǒng)故障和直流閉鎖等因素的可再生能源發(fā)電基地穩(wěn)定控制技術?？己酥笜耍禾岢鋈跬诫娋W(wǎng)中可再生能源發(fā)電基地直流外送系統(tǒng)的穩(wěn)定控制理論與方法，建立5MW級含風/光發(fā)電、直流輸電和常規(guī)電源的動態(tài)模擬平臺，驗證短路比＜2條件下相關抑制方法的有效性。1.2常規(guī)/供熱機組調節(jié)能力提升與電熱綜合協(xié)調調度技術（應用示范類）研究內容：面向我國北方地區(qū)由于火電機組調節(jié)能力不足導致棄風/棄光嚴重的現(xiàn)狀，研究火電機組的調節(jié)能力提升技術，并通過機組間協(xié)同控制實現(xiàn)電力系統(tǒng)可再生能源消納能力的有效提升。具體包括：常規(guī)/供熱工況下火電機組調峰能力提升與最小技術出力降低技術；保障熱負荷需求時提高考核指標：建立多種能源資源的耦合模型，提出其特性分析、互補運行和協(xié)調調度方法，實現(xiàn)多種能源電源的優(yōu)化選型、配置以及互補協(xié)調調度和控制；示范工程內參與互補協(xié)調調度的電源類型不少于4種，非水可再生能源發(fā)電裝機比例不低于30%，通過互補協(xié)調調度提升可再生能源發(fā)電量消納能力5%以上。2.大電網(wǎng)柔性互聯(lián)2.1超導直流限流器的關鍵技術研究（共性關鍵技術類）研究內容：研究超導直流限流器的關鍵技術，完成樣機研制并通過試驗驗證。具體包括：超導直流限流器的原理與系統(tǒng)結構設計、高溫超導帶材的電磁特性及抗沖擊穩(wěn)定性、限流單元的設計與制造關鍵技術；低漏熱高壓電流引線技術、低溫高電壓絕緣技術；超導直流限流器的低溫與制冷系統(tǒng)設計與系統(tǒng)集成；超導直流限流器與直流斷路器的匹配協(xié)調運行方式、超導直流限流器運行維護技術體系與試驗規(guī)范?？己酥笜耍赫莆粘瑢е绷飨蘖髌鞯年P鍵技術，研制出超導直流限流器樣機，樣機的額定電壓不低于160kV、額定電流不低于1kA、故障響應時間小于1ms、短路電流抑制率大于35%，并通過試驗驗證。2.2500kV高壓直流斷路器關鍵技術研究與示范（共性關鍵技術類）研究內容：研究500kV高壓直流斷路器關鍵技術。具體包括：500kV直流斷路器在直流系統(tǒng)的應用特性及智能自分斷技術；具備雙向電流分斷、快速重合等功能的直流斷路器主電路拓撲設計及控制保護策略；20kA及以上關斷能力的規(guī)?；雽w組件關鍵技術；500kV多斷口串聯(lián)的超高速機械開關毫秒級分斷關鍵技術；500kV直流斷路器工程成套集成設計及全工況等效試驗技術?？己酥笜耍盒纬蓾M足柔性直流系統(tǒng)應用的500kV高壓直流斷路器電氣、結構、控制保護等成套的設計規(guī)范；研制具備雙向電流分斷、帶快速重合閘功能的直流斷路器樣機一臺（額定電壓500kV、額定電流3kA、分斷時間不超過3ms、分斷電流不低于20kA）；完成500kV高壓直流斷路器的型式試驗或工程應用驗證。2.3環(huán)保型管道輸電關鍵技術（共性關鍵技術類）研究內容：為提高大容量遠距離輸電能力和系統(tǒng)效率，研究環(huán)保型管道輸電關鍵技術，具體包括：新型環(huán)保絕緣氣體介質分子的設計與合成制備技術、理化特性與環(huán)保性能評估；新型環(huán)保絕緣氣體介質放電的物性參數(shù)、工程用絕緣特性、滅弧性能；環(huán)保型管道輸電用支撐絕緣子結構設計、批量化制造與工程試驗技術；高性能環(huán)氧樹脂復合材料在新型環(huán)保絕緣氣體中的相容性及其調控技術，環(huán)保型絕緣氣體中氣固組合絕緣的性能評價；1000kV環(huán)保型管道輸電系統(tǒng)的設計制造技術；管道絕緣系統(tǒng)老化機理及運維監(jiān)測技術。考核指標：新氣體的全球變暖系數(shù)(GWP)低于SF6的10%，相同壓力下絕緣性能和SF6相當、液化溫度不高于SF6。研制1000kV交流輸電管道用高性能環(huán)氧絕緣件和長度不小于15m的環(huán)保型輸電管道樣機，其操作沖擊耐受電壓≥1800kV，雷電沖擊耐受電壓≥2400kV，局部放電小于5pC，通過型式試驗。2.4大電網(wǎng)智能調度與安全預警關鍵技術研究及應用（共性關鍵技術類）研究內容：針對大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)的一體化調度運行，研究大電網(wǎng)智能調度與安全預警關鍵技術，建設基于云計算理念的物理分布、邏輯統(tǒng)一的智能調控平臺。具體包括：廣域分布式調控系統(tǒng)實時透明訪問技術；按需服務的電網(wǎng)模型構建技術，廣域數(shù)據(jù)分布式一體化處理技術；源荷雙側不確定性的優(yōu)化運行和控制技術；大電網(wǎng)安全風險前瞻預警技術，電網(wǎng)安全三道防線和系統(tǒng)保護協(xié)同技術；完成大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)的一體化調度運行平臺開發(fā)和應用?？己酥笜耍貉邪l(fā)具有高可擴展、高性能的統(tǒng)一調控支撐平臺，支持跨地域的3個以上調控中心的實時分布式業(yè)務協(xié)同，電網(wǎng)實時分析預警規(guī)模10000節(jié)點以上（含10條以上直流輸電線路）。電網(wǎng)負荷峰谷差降低5%，新能源消納能力提高2%。完成省級及以上電網(wǎng)調度中心示范應用。2.5特高壓設備安全運行與狀態(tài)評估方法（基礎研究類）研究內容：面向運行中特高壓設備（變壓器（含換流變壓器）、電抗器、GIS）安全運行的科學問題，研究大尺寸、高場強條件下設備內部的電磁、介電特性以及設備外部的電磁暫態(tài)、絕緣的基礎問題，具體包括：設備內部油紙組合、氣固界面的多物理場（電、磁、熱、流體）耦合及建模的理論與方法；油紙組合絕緣在交直流復合電壓下絕緣性能的動態(tài)演化過程及規(guī)律；長期服役條件下油紙組合絕緣設備的老化特性及壽命預測方法；設備及其組成系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過電壓產生機理、寬頻傳播模型及在線監(jiān)測方法；設備外絕緣的放電機理及其風險評估模型?？己酥笜耍核芯康睦碚摵头椒ㄓ糜谥笇馗邏涸O備的運行維護和制造，實現(xiàn)仿真模擬局部放電、沿面放電、繞組過熱三種典型故障的發(fā)生發(fā)展過程，狀態(tài)評估準確率≥90%。3.多元用戶供需互動用電3.1智能配電網(wǎng)微型同步相量測量應用技術（共性關鍵技術類）研究內容：針對大規(guī)模分布式電源、電動汽車接入以及用戶與電網(wǎng)供需互動對配電網(wǎng)安全可靠運行提出的挑戰(zhàn)，研究配電網(wǎng)中可大規(guī)模部署的微型同步相量測量應用技術，具體內容包括：高精度微型同步相量測量裝置及其最優(yōu)布點方案；基于該裝置的配電網(wǎng)故障診斷及精確定位方法；配電網(wǎng)運行狀態(tài)估計方法；分布式電源、柔性負荷、用電營銷等系統(tǒng)的相關信息集成機制、多維數(shù)據(jù)分析方法與協(xié)調控制技術；在含大規(guī)模分布式電源、電動汽車接入的配電網(wǎng)中開展示范驗證?？己酥笜耍何⑿屯较嗔繙y量裝置，電壓電流幅值測量相對誤差0.5%，頻率測量誤差小于0.005Hz，角度誤差小于0.05度；故障檢測準確率達99%以上；在含不低于30MW分布式電源的配電網(wǎng)中示范驗證。3.2智能配電柔性多狀態(tài)開關技術、裝備及示范應用（應用示范類）研究內容：為克服配電網(wǎng)中常規(guī)開關僅具備通和斷兩種狀態(tài)的不足，增強配電網(wǎng)運行控制的靈活性，滿足分布式電源消納、高供電可靠性等定制電力需求，研究智能配電交流電力電子柔性多狀態(tài)開關及應用技術。具體包括：智能配電交流電力電子柔性多狀態(tài)開關裝置；滿足配電網(wǎng)分布式電源消納、電能質量改善、運行優(yōu)化與自愈控制技術要求的柔性多狀態(tài)開關調控技術；柔性多狀態(tài)開關系統(tǒng)接入模式及試驗測試技術；完成示范工程?？己酥笜耍褐悄芘潆娙嵝远酄顟B(tài)開關裝置為三端、電壓不低于10kV，容量不少于6MVA；運行在恒功率控制模式時，開關流過功率可控，誤差小于1%；運行在恒壓控制模式時，可實現(xiàn)重要負荷不間斷供電，電壓控制誤差小于1%。示范工程中饋線負載均衡度不低于85%。3.3電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)分析與控制的基礎理論與方法（基礎研究類）研究內容：研究電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)的分析與控制的理論及方法，具體包括：復雜電網(wǎng)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的交互機理和建模理論；市場環(huán)境下互動電網(wǎng)的多源異構信息物理系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)運行特性；配電網(wǎng)安全可靠性分析和風險預警評估的物理信息系統(tǒng)；研究基于混合信息物理系統(tǒng)模型的有源配電網(wǎng)實時優(yōu)化控制方法；對所提出的理論和方法完成仿真驗證?？己酥笜耍禾岢龌陔娋W(wǎng)物理信息模型的高可靠性電網(wǎng)運行控制理論與方法。構建的電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)綜合仿真模型，其中控制對象不少于4000個，涵蓋風電、光伏發(fā)電、水電和儲能等多種能源形式，仿真計算能力支持15000個以上配電網(wǎng)網(wǎng)絡節(jié)點。4.多能源互補的分布式供能與微網(wǎng)研究內容：開展交直流混合的分布式可再生能源發(fā)電的關鍵技術研究和裝備研發(fā)，并完成示范驗證。具體包括：多種分布式可再生能源交直流混合的系統(tǒng)結構與動態(tài)分析；交直流混合的分布式可再生能源互補優(yōu)化配置及綜合能效評估方法；適用于分布式可再生能源交直流互聯(lián)的多功能電力電子變壓器、故障電流控制器等關鍵設備；多種分布式可再生能源互補優(yōu)化運行控制技術?？己酥笜耍憾喙δ茈娏﹄娮幼儔浩髦辽侔?0kV交流、380V交流和±375V直流等端口，端口具備雙向功率控制能力，系統(tǒng)效率大于95%、諧波率小于3%；故障電流控制器的功率大于1MW。應用于包含風力發(fā)電、光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電及熱利用、儲電、儲熱等多類型分布式可再生能源互補系統(tǒng)，系統(tǒng)總容量3MW以上，直流負荷占比大于30%、可再生能源占比達60%以上。4.2多能互補集成優(yōu)化的分布式能源系統(tǒng)示范（應用示范類）研究內容：研究具備多能互補、冷熱電聯(lián)供、高效調控、可實現(xiàn)重要負荷獨立供電等特征的智能型分布式能源系統(tǒng)關鍵技術，并實現(xiàn)工程示范。具體包括：清潔能源與可再生能源互補的分布式能源供能系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化與設計技術；清潔能源與可再生能源互補發(fā)電及重要負荷獨立供電技術；分布式能源系統(tǒng)的智能分層調控技術；分布式能源系統(tǒng)綜合能效評估技術，并建成多能互補集成優(yōu)化的分布式能源系統(tǒng)示范工程?？己酥笜耍菏痉豆こ讨锌稍偕茉窗l(fā)電容量不小于10MW，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)容量不小于2MW；系統(tǒng)與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，聯(lián)絡線功率調節(jié)誤差不大于5%；系統(tǒng)具備獨立運行能力，獨立運行時可保持不小于5MW重要負荷供電1小時；系統(tǒng)能源綜合利用效率達到75%以上。智能電網(wǎng)基礎支撐技術5.110MW級液流電池儲能技術（共性關鍵技術類）研究內容：研究適用于10MW/40MWh級系統(tǒng)的液流電池儲能技術。具體包括：高性能離子傳導膜材料、雙極板材料、電解質溶液的材料制備技術；30kW以上高功率密度單體電堆的結構設計與集成技術；250kW級高能量效率液流電池儲能模塊及10MW級以上液流電池系統(tǒng)的成組設計、集成與智能控制技術?？己酥笜耍簝δ芟到y(tǒng)輸入和輸出功率≥10MW，系統(tǒng)容量≥40MWh；單體電堆額定輸出功率在≥30kW，在140mA/cm2恒流充放電條件下，電堆的能量轉換效率≥80%；電池儲能系統(tǒng)模塊研制額定功率不低于250kW的；系統(tǒng)AC-AC額定效率≥68%（包括系統(tǒng)全部內耗），完成10MW/40MWh級全釩液流電池系統(tǒng)的集成與驗證示范。5.210MW級先進壓縮空氣儲能技術（共性關鍵技術類）研究內容：研究適用于10MW/100MWh級系統(tǒng)的壓縮空氣儲能技術。具體包括：大規(guī)模先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)設計技術；高負荷多級離心壓縮機和多級組合式透平膨脹機;高效緊湊式超臨界空氣蓄冷（熱）/換熱器；壓縮空氣儲能系統(tǒng)集成與控制技術等。考核指標：儲能系統(tǒng)輸入和輸出功率≥10MW，系統(tǒng)容量≥100MWh，系統(tǒng)AC-AC額定效率≥60%（輸入軸功/輸出軸功效率≥65%），變工況運行范圍≥40%-110%，完成10MW/100MWh級儲能系統(tǒng)的集成與驗證示范。5.3海水抽水蓄能電站前瞻技術研究（共性關鍵技術類）研究內容：面向海水抽水蓄能電站規(guī)劃、設計、建設、運行需求，研究海水抽水蓄能電站共性關鍵技術。具體包括：沿海地區(qū)海水抽水蓄能資源評估及選址原則及技術分析；庫盆和輸水系統(tǒng)海水滲漏控制技術；海水抽水蓄能電站環(huán)境影響評估與生態(tài)修復；水工建筑物、輸水系統(tǒng)及金屬結構防腐、防海洋生物附著的技術及材料選型；防腐蝕、抗空蝕、防海洋生物條件下可變速海水抽水蓄能機組的關鍵技術；海水抽水蓄能與可再生能源聯(lián)合運行技術?？己酥笜耍和瓿?0MW可變速海水抽水蓄能機組樣機，水泵水輪機發(fā)電、抽水時的效率均不低于93%。建立100MW級的海水抽水蓄能與可再生能源聯(lián)合運行仿真平臺，控制系統(tǒng)切換時間小于10ms。5.4特高壓電氣設備用納米復合絕緣材料與應用關鍵技術（共性關鍵技術類）研究內容：研究高性能環(huán)氧樹脂復合絕緣材料配方體系、制備、設計與應用關鍵技術。具體包括：高性能環(huán)氧樹脂基材、納米無機填料及固化劑的配比技術，建立高性能復合絕緣材料用環(huán)氧樹脂配方體系；制備工藝對絕緣材料綜合性能的影響規(guī)律，以及高性能納米復合絕緣材料批量化制備技術；納米填充對環(huán)氧絕緣材料界面強場耐受特性的影響，環(huán)氧復合絕緣系統(tǒng)氣固界面優(yōu)化設計技術；特高壓氣體絕緣開關設備用高性能絕緣成型件、特高壓換流閥飽和電抗器用高導熱環(huán)氧絕緣材料的設計、制造與試驗技術；高導熱環(huán)氧絕緣材料在特高壓換流閥飽和電抗器中的應用技術，以及高性能環(huán)氧絕緣件缺陷診斷與運維技術。考核指標：新型納米復合絕緣材料的玻璃化轉變溫度≥130℃，拉伸強度≥80MPa，彎曲強度≥130MPa；特高壓氣體絕緣開關設備用高性能絕緣成