現(xiàn)代電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新
(一)戰(zhàn)略方向
1.基礎(chǔ)設(shè)施和裝備。重點(diǎn)在柔性直流輸配電、無(wú)線電能傳輸、大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進(jìn)輸變電裝備技術(shù)，以及用于電力設(shè)備的新型絕緣介質(zhì)與傳感材料、高溫超導(dǎo)材料等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
2.信息通信。重點(diǎn)在電力系統(tǒng)量子通信技術(shù)應(yīng)用、電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)先進(jìn)傳感技術(shù)、高效電力線載波通信、推動(dòng)電力系統(tǒng)與信息系統(tǒng)深度融合等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
3.智能調(diào)控。重點(diǎn)在可再生能源并網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)、大電網(wǎng)自適應(yīng)/自恢復(fù)安全穩(wěn)定技術(shù)、適應(yīng)可再生能源接入的智能調(diào)度運(yùn)行、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、復(fù)雜大電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
(二)創(chuàng)新目標(biāo)
1.2020 年目標(biāo)。突破柔性直流輸配電、電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)，掌握大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進(jìn)輸變電裝備關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、低成本制造及示范推廣，相關(guān)技術(shù)及裝備走向國(guó)際市場(chǎng)。突破信息通信安全技術(shù)和電力線載波技術(shù)，形成寬帶電力線通信標(biāo)準(zhǔn);形成適合電網(wǎng)運(yùn)行要求的低成本、量子級(jí)的通信安全技術(shù)。研究大規(guī)模可再生能源和分布式發(fā)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)并開(kāi)展示范;突破電力系統(tǒng)全局協(xié)調(diào)調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。完成現(xiàn)代復(fù)雜大電網(wǎng)安全穩(wěn)定技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代復(fù)雜大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2.2030 年目標(biāo)。柔性直流輸配電技術(shù)、新型大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進(jìn)輸變電裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。突破高溫超導(dǎo)材料關(guān)鍵技術(shù)和工藝。形成適合電網(wǎng)運(yùn)行要求的低成本、量子級(jí)的通信安全工程應(yīng)用技術(shù)解決方案，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。微電網(wǎng)/局域網(wǎng)與大電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)技術(shù)、源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)智能調(diào)控技術(shù)獲得充分應(yīng)用。
3.2050 年展望。無(wú)線輸電技術(shù)得到應(yīng)用，電網(wǎng)的系統(tǒng)、設(shè)備、通信、控制等技術(shù)引領(lǐng)國(guó)際先進(jìn)水平，完全掌握材料、核心器件、裝備和系統(tǒng)成套技術(shù)。完全解決可再生能源和分布式電源并網(wǎng)消納問(wèn)題。建成世界領(lǐng)先的、安全高效的、綠色環(huán)保的現(xiàn)代電網(wǎng)。
(三)創(chuàng)新行動(dòng)
1.先進(jìn)輸變電裝備技術(shù)。研發(fā)高可靠性、環(huán)保安全(難燃、低噪聲)、低損耗、智能化及緊湊化的變壓器;研制高電壓、大電流、高可靠性和選相控制的替代SF6 的新型氣體介質(zhì)斷路器及真空和固態(tài)斷路器，并開(kāi)展示范應(yīng)用;研制安全高效的新型限流器;突破高壓海底電力電纜的制造和敷設(shè)技術(shù)，研發(fā)新型電纜材料、先進(jìn)附件;研發(fā)高質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)裝備和系統(tǒng)。
2.直流電網(wǎng)技術(shù)。研究直流電網(wǎng)架構(gòu)及運(yùn)行控制技術(shù)，建立直流電網(wǎng)技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)體系;開(kāi)展新型電壓源型換流器、直流斷路器、直流變壓器、直流電纜、直流電網(wǎng)控制保護(hù)等核心設(shè)備研發(fā)和工程化;建設(shè)包含大規(guī)模負(fù)載群、集中/分布式新能源、大規(guī)模儲(chǔ)能在內(nèi)的直流電網(wǎng)示范工程。
3.電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)。以電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電為突破點(diǎn)和應(yīng)用對(duì)象，研發(fā)高效率、低成本的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)即停即充，甚至在行駛中充電。形成電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，研究電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電場(chǎng)站的負(fù)荷管理，建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電場(chǎng)站示范工程。
4.新型大容量高壓電力電子元器件及系統(tǒng)集成。研究先進(jìn)電力電子元器件及應(yīng)用;開(kāi)展新一代大容量、高電壓電力電子器件的材料研發(fā)和關(guān)鍵工藝技術(shù)研究;研發(fā)用于高電壓、大容量直流斷路器和斷路保護(hù)器的高性能電力電子器件;建設(shè)高水平生產(chǎn)線，提高質(zhì)量、降低成本，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化。研究高壓大容量固態(tài)電力電子變壓器、大容量雙向/多向換流器、多功能并網(wǎng)逆變器、智能開(kāi)關(guān)固態(tài)斷路器、固態(tài)電源切換開(kāi)關(guān)、軟常開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)備。
5.高溫超導(dǎo)材料。研究高溫超導(dǎo)基礎(chǔ)理論、各系材料配方及制備工藝;開(kāi)展面向超導(dǎo)電力裝備的應(yīng)用型超導(dǎo)材料研究;推動(dòng)高溫超導(dǎo)材料的實(shí)用化，并研究其成套工程技術(shù);開(kāi)展高溫超導(dǎo)在超導(dǎo)電纜、變壓器、限流器、超導(dǎo)電機(jī)等領(lǐng)域的示范和應(yīng)用。
6.信息通信安全技術(shù)。研究電力線頻譜資源動(dòng)態(tài)、高效地感知與使用;研究降低對(duì)已有通信業(yè)務(wù)干擾的關(guān)鍵技術(shù)，形成寬帶電力線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)量子安全通信技術(shù)與常規(guī)網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)用示范，提出電網(wǎng)量子安全通信加密理論、量子通信協(xié)議及量子安全通信與經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)通信融合的模型。形成適合我國(guó)電網(wǎng)量子安全通信要求的低成本、量子級(jí)安全可靠的通信技術(shù)解決方案。采用低功耗通用無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)末端海量信息的采集和傳輸。
7.高效電力線載波通信技術(shù)。研究進(jìn)一步提高電力線載波通信頻譜效率的通信方式，提高工作帶寬并充分考慮利用電力線三相之間形成的多輸入多輸出構(gòu)架，使電力線載波通訊系統(tǒng)物理層的傳輸速率達(dá)到Gbps;使電力線通信應(yīng)用范圍擴(kuò)展到包括互聯(lián)網(wǎng)接入、家庭聯(lián)網(wǎng)、家庭智能控制、新能源監(jiān)控及電力安全生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域。
8.可再生能源并網(wǎng)與消納技術(shù)。制定大規(guī)模清潔能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。研究并實(shí)現(xiàn)基于天氣數(shù)據(jù)的可再生能源發(fā)電精確預(yù)測(cè)。研發(fā)并推廣增強(qiáng)可再生能源并網(wǎng)能力的儲(chǔ)能、多能源互補(bǔ)運(yùn)行與控制、微電網(wǎng)、可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)。發(fā)揮電力大數(shù)據(jù)和電力交易平臺(tái)在促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)和消納中的作用。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和可再生能源電源之間的高度融合，促進(jìn)可再生能源高效、大容量的分布式接入及消納。
9.現(xiàn)代復(fù)雜大電網(wǎng)安全穩(wěn)定技術(shù)。研究交直流混合電網(wǎng)、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)構(gòu)成的復(fù)雜大電網(wǎng)穩(wěn)定機(jī)理分析技術(shù)，在線/實(shí)時(shí)分析技術(shù)和協(xié)調(diào)控制技術(shù);建立能源大數(shù)據(jù)條件下的現(xiàn)代復(fù)雜大電網(wǎng)仿真中心，研究滿(mǎn)足大規(guī)模間歇性能源/分布式能源/智能交互/大規(guī)模電力電子設(shè)備應(yīng)用的、高效精確的電力系統(tǒng)仿真技術(shù);加強(qiáng)電網(wǎng)大面積停電的在線/實(shí)時(shí)預(yù)警和評(píng)估技術(shù)研究。
10.全局協(xié)調(diào)調(diào)控技術(shù)。研究大規(guī)模風(fēng)電/光伏接入的輸電網(wǎng)與含高比例分布式可再生能源的配電網(wǎng)之間協(xié)調(diào)互動(dòng)的建模分析、安全評(píng)估、優(yōu)化調(diào)度與運(yùn)行控制技術(shù)，建立多種特性發(fā)電資源并存模式下的輸配協(xié)同運(yùn)行控制模式;針對(duì)未來(lái)電網(wǎng)中多決策主體、多電網(wǎng)形態(tài)特點(diǎn)，構(gòu)建具有高度適應(yīng)性的調(diào)度運(yùn)行控制體系，開(kāi)展“分布自律-互動(dòng)協(xié)調(diào)”的源-網(wǎng)-荷協(xié)同的能量管理技術(shù)研發(fā)與示范應(yīng)用。
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