“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)2017年度項(xiàng)目申報(bào)指南建議

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　　為落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》，以及國(guó)務(wù)院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》、《中國(guó)制造

　　2025》和《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》等提出的任務(wù)，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)。根據(jù)本重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案的部署，現(xiàn)提出2017年度項(xiàng)目申報(bào)指南建議。

　　本重點(diǎn)專項(xiàng)總體目標(biāo)是：持續(xù)推動(dòng)智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新、支撐能源結(jié)構(gòu)清潔化轉(zhuǎn)型和能源消費(fèi)革命。從基礎(chǔ)研究、重大共性關(guān)鍵技術(shù)研究到典型應(yīng)用示范全鏈條布局，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化。到2020年，實(shí)現(xiàn)我國(guó)在智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域整體處于國(guó)際引領(lǐng)地位。

　　本重點(diǎn)專項(xiàng)按照大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)消納、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶供需互動(dòng)用電、多能源互補(bǔ)的分布式供能與微網(wǎng)、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)支撐技術(shù)5個(gè)創(chuàng)新鏈(技術(shù)方向)，共部署23個(gè)重點(diǎn)研究任務(wù)。專項(xiàng)實(shí)施周期為5年(2016-2020)。

　　1.大規(guī)模可再生能源并網(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(shù)(基礎(chǔ)研究類)

　　研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)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(yùn)行需求，研究系統(tǒng)的動(dòng)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(jī)理及其機(jī)電/電磁動(dòng)態(tài)分析與仿真技術(shù);可再生能源發(fā)電基地動(dòng)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(guān)系及相關(guān)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性分析方法;基于可再生能源發(fā)電、直流輸電或?qū)Ｓ醚b備的次/超同步振蕩分析及抑制方法;計(jì)及可再生能源波動(dòng)、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(shù)。

　　考核指標(biāo)：提出弱同步電網(wǎng)中可再生能源發(fā)電基地直流外送系統(tǒng)的穩(wěn)定控制理論與方法，建立5MW級(jí)含風(fēng)/光發(fā)電、直流輸電和常規(guī)電源的動(dòng)態(tài)模擬平臺(tái)，驗(yàn)證短路比<2條件下相關(guān)抑制方法的有效性。

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　　1.2常規(guī)/供熱機(jī)組調(diào)節(jié)能力提升與電熱綜合協(xié)調(diào)調(diào)度技術(shù)(應(yīng)用示范類)

　　研究?jī)?nèi)容：面向我國(guó)北方地區(qū)由于火電機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足導(dǎo)致棄風(fēng)/棄光嚴(yán)重的現(xiàn)狀，研究火電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力提升技術(shù)，并通過(guò)機(jī)組間協(xié)同控制實(shí)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(jī)組調(diào)峰能力提升與最小技術(shù)出力降低技術(shù);保障熱負(fù)荷需求時(shí)提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力調(diào)節(jié)靈活性的蒸汽系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)改造技術(shù);基于熱力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)耦合特性，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行靈活性的熱電機(jī)組的整體改造規(guī)劃(選型、容量配置及布局)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制技術(shù);綜合考慮可再生能源消納和集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行需求的常規(guī)機(jī)組、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組及供熱鍋爐的互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度技術(shù);開展工程示范。

　　考核指標(biāo)：開發(fā)火電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力提升及電熱耦合系統(tǒng)能量管理技術(shù)，提出熱力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的整體耦合模型，實(shí)現(xiàn)熱電機(jī)組改造方案的最優(yōu)規(guī)劃設(shè)計(jì)以及常規(guī)機(jī)組、熱電機(jī)組及供熱鍋爐的互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度和優(yōu)化控制。在含熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和其他熱源的電網(wǎng)/熱網(wǎng)耦合系統(tǒng)中開展示范，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在純凝工況和熱電聯(lián)產(chǎn)工況下分別增加15%和20%額定容量以上的調(diào)峰能力。

　　1.3多能源電力系統(tǒng)互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度與控制(應(yīng)用示范類)

　　研究?jī)?nèi)容：研究含風(fēng)光水氣火儲(chǔ)等多種電源形式的多能源電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)調(diào)度控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行靈活性和可再生能源消納能力的有效提升。具體包括：多種異質(zhì)能源資源的同質(zhì)化耦合建模與分析技術(shù);多能源系統(tǒng)中的不同類型電源的互補(bǔ)特性分析方法及利用其互補(bǔ)特性提高系統(tǒng)靈活可控能力的技術(shù);多能源電力系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)方法(選型、容量配置及多點(diǎn)布局);多能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行策略;開展工程示范。

　　考核指標(biāo)：建立多種能源資源的耦合模型，提出其特性分析、互補(bǔ)運(yùn)行和協(xié)調(diào)調(diào)度方法，實(shí)現(xiàn)多種能源電源的優(yōu)化選型、配置以及互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度和控制;示范工程內(nèi)參與互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度的電源類型不少于4種，非水可再生能源發(fā)電裝機(jī)比例不低于30%，通過(guò)互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)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(dǎo)直流限流器的關(guān)鍵技術(shù)研究(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

　　研究?jī)?nèi)容：研究超導(dǎo)直流限流器的關(guān)鍵技術(shù)，完成樣機(jī)研制并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。具體包括：超導(dǎo)直流限流器的原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高溫超導(dǎo)帶材的電磁特性及抗沖擊穩(wěn)定性、限流單元的設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù);低漏熱高壓電流引線技術(shù)、低溫高電壓絕緣技術(shù);超導(dǎo)直流限流器的低溫與制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成;超導(dǎo)直流限流器與直流斷路器的匹配協(xié)調(diào)運(yùn)行方式、超導(dǎo)直流限流器運(yùn)行維護(hù)技術(shù)體系與試驗(yàn)規(guī)范。

　　考核指標(biāo)：掌握超導(dǎo)直流限流器的關(guān)鍵技術(shù)，研制出超導(dǎo)直流限流器樣機(jī)，樣機(jī)的額定電壓不低于160kV、額定電流不低于1kA、故障響應(yīng)時(shí)間小于1ms、短路電流抑制率大于35%，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。

　　2.2500kV高壓直流斷路器關(guān)鍵技術(shù)研究與示范(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

　　研究?jī)?nèi)容：研究500kV高壓直流斷路器關(guān)鍵技術(shù)。具體包括：500kV直流斷路器在直流系統(tǒng)的應(yīng)用特性及智能自分?jǐn)嗉夹g(shù);具備雙向電流分?jǐn)?、快速重合等功能的直流斷路器主電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)及控制保護(hù)策略;20kA及以上關(guān)斷能力的規(guī)模化半導(dǎo)體組件關(guān)鍵技術(shù);500kV多斷口串聯(lián)的超高速機(jī)械開關(guān)毫秒級(jí)分?jǐn)嚓P(guān)鍵技術(shù);500kV直流斷路器工程成套集成設(shè)計(jì)及全工況等效試驗(yàn)技術(shù)。

　　考核指標(biāo)：形成滿足柔性直流系統(tǒng)應(yīng)用的500kV高壓直流斷路器電氣、結(jié)構(gòu)、控制保護(hù)等成套的設(shè)計(jì)規(guī)范;研制具備雙向電流分?jǐn)?、帶快速重合閘功能的直流斷路器樣機(jī)一臺(tái)(額定電壓500kV、額定電流3kA、分?jǐn)鄷r(shí)間不超過(guò)3ms、分?jǐn)嚯娏鞑坏陀?0kA);完成500kV高壓直流斷路器的型式試驗(yàn)或工程應(yīng)用驗(yàn)證。

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　　2.3環(huán)保型管道輸電關(guān)鍵技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

　　研究?jī)?nèi)容：為提高大容量遠(yuǎn)距離輸電能力和系統(tǒng)效率，研究環(huán)保型管道輸電關(guān)鍵技術(shù)，具體包括：新型環(huán)保絕緣氣體介質(zhì)分子的設(shè)計(jì)與合成制備技術(shù)、理化特性與環(huán)保性能評(píng)估;新型環(huán)保絕緣氣體介質(zhì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、批量化制造與工程試驗(yàn)技術(shù);高性能環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在新型環(huán)保絕緣氣體中的相容性及其調(diào)控技術(shù)，環(huán)保型絕緣氣體中氣固組合絕緣的性能評(píng)價(jià);1000kV環(huán)保型管道輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造技術(shù); 管道絕緣系統(tǒng)老化機(jī)理及運(yùn)維監(jiān)測(cè)技術(shù)。

　　考核指標(biāo)：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(dāng)、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(zhǎng)度不小于15m的環(huán)保型輸電管道樣機(jī)，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(guò)型式試驗(yàn)。

　　2.4大電網(wǎng)智能調(diào)度與安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

　　研究?jī)?nèi)容：針對(duì)大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)的一體化調(diào)度運(yùn)行，研究大電網(wǎng)智能調(diào)度與安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)基于云計(jì)算理念的物理分布、邏輯統(tǒng)一的智能調(diào)控平臺(tái)。具體包括：廣域分布式調(diào)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)透明訪問(wèn)技術(shù);按需服務(wù)的電網(wǎng)模型構(gòu)建技術(shù)，廣域數(shù)據(jù)分布式一體化處理技術(shù);源荷雙側(cè)不確定性的優(yōu)化運(yùn)行和控制技術(shù);大電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)前瞻預(yù)警技術(shù)，電網(wǎng)安全三道防線和系統(tǒng)保護(hù)協(xié)同技術(shù);完成大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)的一體化調(diào)度運(yùn)行平臺(tái)開發(fā)和應(yīng)用。

　　考核指標(biāo)：研發(fā)具有高可擴(kuò)展、高性能的統(tǒng)一調(diào)控支撐平臺(tái)，支持跨地域的3個(gè)以上調(diào)控中心的實(shí)時(shí)分布式業(yè)務(wù)協(xié)同，電網(wǎng)實(shí)時(shí)分析預(yù)警規(guī)模10000節(jié)點(diǎn)以上(含 10條以上直流輸電線路)。電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差降低5%，新能源消納能力提高2%。完成省級(jí)及以上電網(wǎng)調(diào)度中心示范應(yīng)用。

　　2.5特高壓設(shè)備安全運(yùn)行與狀態(tài)評(píng)估方法(基礎(chǔ)研究類)

　　研究?jī)?nèi)容：面向運(yùn)行中特高壓設(shè)備(變壓器(含換流變壓器)、電抗器、GIS)安全運(yùn)行的科學(xué)問(wèn)題，研究大尺寸、高場(chǎng)強(qiáng)條件下設(shè)備內(nèi)部的電磁、介電特性以及設(shè)備外部的電磁暫態(tài)、絕緣的基礎(chǔ)問(wèn)題，具體包括：設(shè)備內(nèi)部油紙組合、氣固界面的多物理場(chǎng)(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(fù)合電壓下絕緣性能的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及規(guī)律;長(zhǎng)期服役條件下油紙組合絕緣設(shè)備的老化特性及壽命預(yù)測(cè)方法;設(shè)備及其組成系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過(guò)電壓產(chǎn)生機(jī)理、寬頻傳播模型及在線監(jiān)測(cè)方法;設(shè)備外絕緣的放電機(jī)理及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。

　　考核指標(biāo)：所研究的理論和方法用于指導(dǎo)特高壓設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和制造，實(shí)現(xiàn)仿真模擬局部放電、沿面放電、繞組過(guò)熱三種典型故障的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，狀態(tài)評(píng)估準(zhǔn)確率90%。

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