近日，工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心、科技部高技術(shù)發(fā)展中心公示2016年度國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)結(jié)果。國(guó)家電網(wǎng)公司組織牽頭申報(bào)的14個(gè)項(xiàng)目中，共有12個(gè)項(xiàng)目獲準(zhǔn)立項(xiàng)。這也是國(guó)家項(xiàng)目申報(bào)改革后公司取得的最好成績(jī)。
國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃由原來(lái)的973計(jì)劃、863計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)際科技合作與交流專項(xiàng)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究與開發(fā)基金和公益性行業(yè)科研專項(xiàng)等整合而成。國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的申報(bào)成功，對(duì)于強(qiáng)化公司基礎(chǔ)性、前瞻性問題研究，突破重大共性關(guān)鍵技術(shù)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力和自主創(chuàng)新能力具有重要意義。
為超遠(yuǎn)距離、超大容量電力輸送提供解決方案
——“±1100千伏特高壓直流輸電工程關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
特高壓直流輸電技術(shù)具有輸電距離遠(yuǎn)、容量大、損耗低等突出優(yōu)勢(shì)，適用于大范圍優(yōu)化配置能源資源。目前，國(guó)際上在運(yùn)直流輸電工程最高電壓等級(jí)為±800千伏，經(jīng)濟(jì)輸電距離約為2000千米。按照規(guī)劃，我國(guó)能源基地開發(fā)逐步西移、北移，新疆煤電和新能源基地、西藏水電基地到東中部的距離超過3000千米；正在論證的“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶輸電走廊工程輸電距離將超過4000千米，需要研發(fā)更高電壓等級(jí)、更高輸電效率的直流輸電技術(shù)?！?100千伏高壓直流輸電技術(shù)是國(guó)際上電壓等級(jí)最高、容量最大、距離最遠(yuǎn)的輸電技術(shù)，經(jīng)濟(jì)輸電距離可達(dá)3000～5000公里，每千公里損耗率僅為1.6%，輸電容量可達(dá)1200萬(wàn)千瓦，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)巨型能源基地超遠(yuǎn)距離、超大規(guī)模電力外送的核心技術(shù)，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)相關(guān)研究成果和工程實(shí)踐。
為了解決±1100千伏特高壓直流輸電關(guān)鍵技術(shù)難題，在國(guó)家科技部和工信部的組織下，中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)家電網(wǎng)公司、國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華北電力大學(xué)、華中科技大學(xué)、重慶大學(xué)、武漢大學(xué)、中南電力設(shè)計(jì)院、特變電工集團(tuán)、西電集團(tuán)、天威保定變壓器有限公司、北京電力設(shè)備總廠、江蘇神馬電力公司等15家單位組成聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。
項(xiàng)目總體目標(biāo)是解決±1100千伏特高壓直流輸電工程電氣絕緣與電磁環(huán)境特性、核心裝備研制、系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，支撐示范工程建設(shè)。項(xiàng)目需要開展多項(xiàng)技術(shù)研究，主要包括：過電壓抑制和絕緣配合技術(shù)研究、外絕緣特性研究、電磁環(huán)境控制技術(shù)研究、核心設(shè)備研制和系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)方法研究。過電壓抑制和絕緣配合技術(shù)主要是優(yōu)化換流站設(shè)備和線路絕緣設(shè)計(jì)，研究系統(tǒng)分層接入下的過電壓深度抑制、空間電荷對(duì)線路雷擊特性。外絕緣特性研究主要是考慮高海拔、污穢、覆冰、淋雨等特殊環(huán)境對(duì)絕緣設(shè)計(jì)的綜合影響，開展全尺寸、全工況復(fù)雜環(huán)境下的試驗(yàn)研究。電磁環(huán)境控制技術(shù)主要是研究多分裂大截面導(dǎo)線可聽噪聲預(yù)測(cè)公式，研究直流線路對(duì)無(wú)線電臺(tái)站、輸油輸氣管道的影響及防護(hù)。核心設(shè)備研制主要開展換流變壓器、平波電抗器和絕緣子等主設(shè)備關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)研究，研制設(shè)備樣機(jī)，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，掌握設(shè)備核心技術(shù)。系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)主要研究接入不同受端交流系統(tǒng)下的成套設(shè)計(jì)方法。
項(xiàng)目預(yù)期在如下幾方面取得效益：一是提升電力科技技術(shù)水平，引領(lǐng)國(guó)際輸電技術(shù)發(fā)展。項(xiàng)目的實(shí)施將解決目前世界最高電壓等級(jí)、最大輸送容量輸電技術(shù)的關(guān)鍵問題，為國(guó)際上超遠(yuǎn)距離、超大容量電力輸送提供解決方案，將進(jìn)一步提升我國(guó)在國(guó)際電工領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響力和話語(yǔ)權(quán)。二是提升重大設(shè)備自主創(chuàng)新能力，推動(dòng)電工制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)。項(xiàng)目實(shí)施將研制目前國(guó)際上參數(shù)最高、制造難度最大的±1100千伏核心設(shè)備，有利于提高我國(guó)電力裝備自主創(chuàng)新能力，促進(jìn)國(guó)內(nèi)主要電工裝備制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和跨越式發(fā)展。有力帶動(dòng)電源、電工裝備、用能設(shè)備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展。三是促進(jìn)能源清潔轉(zhuǎn)型，優(yōu)化能源資源配置。項(xiàng)目的實(shí)施將有力促進(jìn)新疆等新能源基地集約化開發(fā)，推進(jìn)火電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電聯(lián)合外送，有利于實(shí)現(xiàn)大范圍的能源資源配置，滿足中東部地區(qū)電力需求。以依托工程±1100千伏準(zhǔn)東—華東特高壓直流輸電工程為例，預(yù)計(jì)年輸送電量750億千瓦時(shí)，減少受端二氧化碳排放5880萬(wàn)噸，具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。四是推動(dòng)構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)?！?100千伏特高壓直流輸電距離可達(dá)5000千米，可為跨區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)和全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建提供有效解決方案。
支撐大電網(wǎng)柔性互聯(lián)建設(shè)
——“柔性直流輸電裝備壓接型定制化超大功率IGBT關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
柔性直流輸電技術(shù)是大電網(wǎng)柔性互聯(lián)及大規(guī)模新能源接入的主要方法之一。壓接型超大功率IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，絕緣柵雙極晶體管）是實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電技術(shù)向超高壓、超大容量及多端化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的核心器件，具有短路失效、雙面散熱的特殊優(yōu)點(diǎn)。
國(guó)外研究機(jī)構(gòu)和器件廠商在高壓大功率壓接型IGBT技術(shù)方面開展了大量研究。ABB公司研制出4500V/2000A壓接型IGBT器件，并已經(jīng)在工程中得到應(yīng)用驗(yàn)證，4500V/3000A的器件正在試用和推廣階段；東芝的壓接型IGBT器件主要面向大功率機(jī)車牽引，與柔性直流輸電裝置的結(jié)合性較差；德國(guó)開姆尼茨大學(xué)、丹麥奧爾堡大學(xué)、荷蘭代爾伏特理工大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)側(cè)重焊接型器件，對(duì)壓接型器件的技術(shù)支撐不足。
高端芯片技術(shù)長(zhǎng)期被ABB等國(guó)際公司壟斷，嚴(yán)重阻礙我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)的自主創(chuàng)新發(fā)展；另一方面區(qū)別于市場(chǎng)上的常規(guī)IGBT器件，柔性直流輸電技術(shù)對(duì)IGBT器件提出了特殊需求，亟需針對(duì)不同的輸電裝置進(jìn)行定制化開發(fā)。
因此，在國(guó)家科技部的大力支持下，由國(guó)家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院牽頭，聯(lián)合株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所等國(guó)內(nèi)電力電子器件高水平研發(fā)機(jī)構(gòu)，共同開展2016年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《柔性直流輸電裝備壓接型定制化超大功率IGBT關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目的研發(fā)工作，重點(diǎn)攻克芯片—器件—裝置聯(lián)合仿真方法與協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、定制化IGBT/FRD芯片設(shè)計(jì)與大規(guī)模芯片壓接并聯(lián)封裝壓力和電流均衡控制技術(shù)、基于電壓電流過沖抑制的驅(qū)動(dòng)保護(hù)與封裝一體化技術(shù)、定制化IGBT長(zhǎng)期可靠性等效試驗(yàn)方法、基于定制化IGBT器件的柔性直流輸電裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)等難點(diǎn)，力求突破國(guó)際技術(shù)的壟斷和封鎖，實(shí)現(xiàn)核心器件的自主化研制。
高壓大功率IGBT器件具有極為廣闊的市場(chǎng)空間，實(shí)現(xiàn)壓接型超大功率IGBT器件自主研制將為我國(guó)高端制造產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。截至2016年4月，世界上已建設(shè)柔性直流輸電工程24項(xiàng)，在建13項(xiàng)；國(guó)內(nèi)已經(jīng)建設(shè)并投運(yùn)柔性直流工程4項(xiàng)，正在建設(shè)3項(xiàng)。按照歐洲超級(jí)電網(wǎng)規(guī)劃、美國(guó)Grid2030計(jì)劃以及全球能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃需求，預(yù)計(jì)未來(lái)20年全球規(guī)劃建設(shè)柔性直流輸電工程220多條，累計(jì)需求3300V/3000A及以上IGBT器件約300多萬(wàn)只，市場(chǎng)容量將達(dá)1000億元。
通過該項(xiàng)目的研究開發(fā)，將實(shí)現(xiàn)壓接型超大功率IGBT器件自主研制，打破國(guó)際公司的技術(shù)和市場(chǎng)壟斷，促進(jìn)國(guó)產(chǎn)高壓大功率IGBT器件產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模應(yīng)用；同時(shí)支撐我國(guó)電網(wǎng)裝備技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展和電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為國(guó)家高端制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
構(gòu)建柔性直流電網(wǎng)助推全球能源互聯(lián)
——“高壓大容量柔性直流電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
隨著資源緊張、環(huán)境污染等問題日益突出，能源生產(chǎn)和消費(fèi)必須由化石能源為主向綠色低碳方向轉(zhuǎn)變，世界各國(guó)紛紛制訂了相應(yīng)的發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃。但是清潔能源必須依賴于輸電網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)和遠(yuǎn)距離輸送，而此前世界上的輸電網(wǎng)絡(luò)配置范圍有限、能力不足，亟待建立以清潔能源為主導(dǎo)、以電為中心、更高效環(huán)保的能源配置網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
柔性直流輸電是繼交流輸電、常規(guī)直流輸電后的新一代輸電技術(shù)，構(gòu)成電網(wǎng)絡(luò)后，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源的高效接入，提供適應(yīng)性更強(qiáng)的接納、傳輸模式，是推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)大范圍能源互聯(lián)的重要手段。
2015年9月，習(xí)近平主席在聯(lián)合國(guó)發(fā)展峰會(huì)上提出了“探討構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”的倡議，得到國(guó)際社會(huì)廣泛認(rèn)可。國(guó)家隨后瞄準(zhǔn)柔性直流電網(wǎng)重大技術(shù)和裝備，開展了相關(guān)部署。
2016年2月，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備專項(xiàng)“高壓大容量柔性直流電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目工作正式啟動(dòng)。由全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院牽頭，聯(lián)合我國(guó)在柔性直流領(lǐng)域的多家專業(yè)科研院所和產(chǎn)業(yè)公司，成功完成了該項(xiàng)目的申報(bào)并獲批。
該項(xiàng)目將圍繞高壓大容量及直流構(gòu)網(wǎng)的應(yīng)用需求，自主研制滿足±500千伏、3000MW柔性直流電網(wǎng)工程的換流閥樣機(jī)，構(gòu)建不低于4000獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的閥控系統(tǒng)實(shí)時(shí)閉合數(shù)字仿真測(cè)試平臺(tái)，建成世界首個(gè)電壓等級(jí)±500千伏、單端容量最大（3000MW）的張北柔性直流電網(wǎng)示范工程。
工程通過兩端3000兆瓦換流站匯集張北地區(qū)的風(fēng)電，另一端1500MW換流站接入當(dāng)?shù)爻樗钅?，并通過一端3000MW換流站接入北京電網(wǎng)，有效解決了該地區(qū)高比例可再生能源的高效接納和外送問題，踐行2022年冬奧會(huì)“綠色奧運(yùn)”的辦會(huì)理念。
屆時(shí)，該工程每年可為北京地區(qū)提供26億千瓦時(shí)的清潔能源，同時(shí)還可有效緩解張北地區(qū)高比例可再生能源的高效接納和外送問題，預(yù)計(jì)可減少因棄風(fēng)、棄光造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3億元以上，將對(duì)我國(guó)直流電網(wǎng)高端電力裝備的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)由“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變起到促進(jìn)作用。
項(xiàng)目通過高壓大容量柔性直流關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范等創(chuàng)新工作的開展，旨在實(shí)現(xiàn)以“重大科技項(xiàng)目推動(dòng)重大工程建設(shè)，重大示范工程推動(dòng)重大科技進(jìn)步”的總體目標(biāo)。所取得系列具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果，必將為我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)升級(jí)、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供重要技術(shù)支撐，也為實(shí)現(xiàn)全球能源互聯(lián)、落實(shí)“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
碳化硅技術(shù)引領(lǐng)輸電系統(tǒng)變革
——“高壓大功率碳化硅材料、器件及其在電力電子變壓器中的應(yīng)用示范”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
第三代半導(dǎo)體器件代表了未來(lái)高壓電力電子器件發(fā)展方向，在全球掀起了競(jìng)爭(zhēng)熱潮，其中，碳化硅（SiC）電力電子器件具有高電壓、大電流、快速開關(guān)、低損耗等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，對(duì)未來(lái)電網(wǎng)形態(tài)和能源戰(zhàn)略調(diào)整將產(chǎn)生重大影響。
傳統(tǒng)電網(wǎng)正向以電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用為代表的智能電網(wǎng)方向發(fā)展，其智能、靈活、互動(dòng)、兼容、高效等功能實(shí)現(xiàn)依賴于電網(wǎng)設(shè)備的智能化水平。其中，柔性變電站柔性可控、智能調(diào)控，融合電力電子、控制保護(hù)、信息通信以及先進(jìn)計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣隔離、電壓變換、一次設(shè)備與控制保護(hù)系統(tǒng)融合、電能質(zhì)量協(xié)調(diào)、分布式能源即插即用等多種功能的集成與優(yōu)化。電力電子變壓器是柔性變電站中的核心設(shè)備，除了具有傳統(tǒng)變壓器的電氣隔離、電壓等級(jí)變換功能，還可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)出潮流柔性可控的能源路由功能、有功和無(wú)功復(fù)合支撐的虛擬同步發(fā)電機(jī)功能，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行隔離。
基于硅IGBT的電力電子變壓器在小功率領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了部分應(yīng)用，但是由于損耗大、體積大，在高壓大功率的輸電領(lǐng)域尚無(wú)法應(yīng)用?；谔蓟杵骷碾娏﹄娮幼儔浩魈幚黼妷嚎梢赃_(dá)到原來(lái)的10倍，功率增加5倍，體積與重量減小40%以上，損耗降低60%，從技術(shù)角度解決實(shí)用化問題。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《高壓大功率碳化硅材料、器件及其在電力電子變壓器中的應(yīng)用示范》，聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位，計(jì)劃研制國(guó)際先進(jìn)水平的6500V/25A碳化硅MOSFET芯片、6500V/400A全碳化硅模塊，研制全碳化硅電力電子變壓器，并首次實(shí)現(xiàn)35KV/5MVA柔性變電站中的示范應(yīng)用，材料—器件—封裝—裝備應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力電子器件及輸電裝備領(lǐng)域的原始創(chuàng)新。
碳化硅制備技術(shù)日益成熟、產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，成本降幅每年達(dá)到20%左右，目前，基于1200V碳化硅二極管的光伏逆變器成本已經(jīng)與傳統(tǒng)逆變器相當(dāng)，預(yù)期4~5年之后，本項(xiàng)目研制的高壓碳化硅器件成本將會(huì)下降到產(chǎn)業(yè)可以接受的水平。屆時(shí)，碳化硅器件規(guī)模應(yīng)用于固態(tài)斷路器、換流閥、有源濾波等已有裝備，大幅減小體積、降低損耗、提高轉(zhuǎn)換效率，或者開發(fā)新裝備，支撐更高電壓、更大輸送容量的柔性直流輸電、靈活交流輸電等輸變電技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)、加速我國(guó)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供核心元器件及關(guān)鍵裝備支撐。
同時(shí)，基于碳化硅電力電子技術(shù)的柔性直流輸電技術(shù)的將會(huì)有更高的輸電電壓、輸送容量，滿足全球能源互聯(lián)網(wǎng)的超高電壓、超長(zhǎng)距離輸電重大需求，有效配合“一帶一路”戰(zhàn)略。
電力光纖到戶助力“寬帶中國(guó)”建設(shè)
——“電力光纖到戶關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
近日，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)2016年項(xiàng)目陸續(xù)完成項(xiàng)目評(píng)審，即將進(jìn)入實(shí)施階段。其中，由國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司牽頭的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，成為由專業(yè)機(jī)構(gòu)評(píng)出的“電力光纖到戶關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)，并獲得國(guó)家科技專項(xiàng)資金支持。
政策引領(lǐng)，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。隨著國(guó)家一系列政策的出臺(tái)，國(guó)務(wù)院做出了加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合的重大部署。能源和信息作為服務(wù)社會(huì)公眾的重要內(nèi)容，電力光纖到戶示范工程將實(shí)現(xiàn)兩者的同步傳輸，有效整合企業(yè)和社會(huì)的通信信息資源，打造開放的新型公共服務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)。
面對(duì)新形勢(shì)和新挑戰(zhàn)，“電力光纖到戶關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目將按照“中國(guó)制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃等相關(guān)政策的要求，開展光纖復(fù)合低壓電纜（OPLC）成套和電力光纖到戶關(guān)鍵技術(shù)的研究，利用電力通道資源，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和通信網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施深度融合，滿足能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信需求。
產(chǎn)業(yè)升級(jí)，科研與示范先行。隨著信息通信產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)逐漸帶動(dòng)各行各業(yè)飛速發(fā)展。電力光纖到戶作為優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源，能更好的適應(yīng)未來(lái)多樣化信息服務(wù)的需要，滿足用戶多元化的信息服務(wù)需求，具有廣闊的應(yīng)用空間?！半娏饫w到戶關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)具有強(qiáng)大的技術(shù)攻關(guān)能力，團(tuán)隊(duì)由產(chǎn)學(xué)研用各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì)單位組成。該項(xiàng)目將以建設(shè)T級(jí)電力光纖到戶系統(tǒng)為目標(biāo)，開展自主創(chuàng)新研究，研制1000Gbps高速接入系統(tǒng)，揭示熱場(chǎng)環(huán)境OPLC中光纖衰減變化機(jī)理，研制高速虛擬化PON系統(tǒng)，制定電力光纖到戶系列標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建國(guó)內(nèi)首套T級(jí)電力光纖到戶系統(tǒng)，建設(shè)示范應(yīng)用工程，為電力光纖到戶規(guī)模化應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，形成可復(fù)制、可推廣的電力光纖到戶整體解決方案。
效益提升，企業(yè)與社會(huì)共贏。電力光纖到戶采用OPLC作為傳輸介質(zhì)，充分利用電力通道資源，對(duì)比傳統(tǒng)的光纖到戶建設(shè)，節(jié)省工程投資約11.6%，避免資源重復(fù)建設(shè)與浪費(fèi)，提高社會(huì)整體資源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在節(jié)約社會(huì)資源、降低建設(shè)成本及提高運(yùn)營(yíng)效率方面優(yōu)勢(shì)明顯。
“電力光纖到戶關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目的落地，將強(qiáng)力支撐智能電網(wǎng)建設(shè)，有力推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的資源整合和應(yīng)用創(chuàng)新，優(yōu)化城市信息通道資源，創(chuàng)新城市管理模式，實(shí)現(xiàn)“寬帶中國(guó)”、“互聯(lián)網(wǎng)+”國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，奠定我國(guó)在電力光纖到戶領(lǐng)域的國(guó)際引領(lǐng)地位，同時(shí)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
共建新能源汽車發(fā)展命運(yùn)共同體
——“電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行安全與互聯(lián)互通技術(shù)”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
近年來(lái)，我國(guó)電動(dòng)汽車及其基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道。然而一直困擾該行業(yè)的運(yùn)行安全與互聯(lián)互通問題，也越來(lái)越突出。例如：在安全運(yùn)行方面，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車僅自燃事件就達(dá)到24例，運(yùn)行安全問題嚴(yán)重大規(guī)模集中充電導(dǎo)致停電的供電安全問題嚴(yán)重；在互聯(lián)互通方面，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的接口一致性測(cè)試通過比例直流不足10%，目前全國(guó)不同運(yùn)營(yíng)商的充電網(wǎng)絡(luò)間互聯(lián)互通尚未開展，導(dǎo)致跨區(qū)域、跨平臺(tái)充電困難；電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)、分布式能源深度融合的實(shí)用案例也未開展。因此本項(xiàng)目研究對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。
2016年國(guó)家科技部會(huì)同有關(guān)部門啟動(dòng)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)，在第六個(gè)技術(shù)方向“純電動(dòng)力系統(tǒng)”中設(shè)置了本專項(xiàng)唯一一個(gè)充電設(shè)施項(xiàng)目，旨在解決電動(dòng)汽車充電安全尤其是充電自燃事故以及電動(dòng)汽車互聯(lián)互通的關(guān)鍵問題。國(guó)電南瑞科技股份有限公司牽頭團(tuán)隊(duì)在20余家申報(bào)競(jìng)爭(zhēng)團(tuán)隊(duì)中以綜合總分第一成功申報(bào)。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)指南內(nèi)容進(jìn)行了認(rèn)真分析，緊密圍繞安全運(yùn)行、互聯(lián)互通兩個(gè)方面擬定了相對(duì)解耦的6個(gè)子課題。從理論層面上構(gòu)建電池、充電與供電一體化安全防護(hù)體系；從標(biāo)準(zhǔn)層面上制定一體化安全防護(hù)和互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；從應(yīng)用層面上開發(fā)電動(dòng)汽車充電設(shè)施互聯(lián)互通平臺(tái)，并在此平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)部署“電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)、分布式能源融合系統(tǒng)”和“電動(dòng)汽車一體化安全預(yù)警與智能保護(hù)控制系統(tǒng)”；從示范層面上建立覆蓋長(zhǎng)三角區(qū)域的電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)融合及互聯(lián)互通綜合示范工程，并驗(yàn)證研究成果的正確性。通過本項(xiàng)目的研究將為我國(guó)電動(dòng)汽車充電一體化安全防護(hù)以及充電設(shè)施的互聯(lián)互通建立堅(jiān)實(shí)的理論支撐和技術(shù)支持，有效推動(dòng)我國(guó)電動(dòng)汽車的健康快速發(fā)展。
本項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)由國(guó)電南瑞科技股份有限公司（牽頭）、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院電工研究所、比亞迪汽車工業(yè)有限公司等15家單位組成，研究團(tuán)隊(duì)涵蓋了電動(dòng)汽車、充電設(shè)施及智能電網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)專業(yè)的產(chǎn)/學(xué)/研/用領(lǐng)域。
本項(xiàng)目通過跨界融合電動(dòng)汽車、充電設(shè)施、智能電網(wǎng)、分布式能源、互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)，將顯著提升電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施安全性和使用方便性，加快電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過建立電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通數(shù)據(jù)平臺(tái)，全力支撐我國(guó)電動(dòng)汽車及基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與運(yùn)營(yíng)保障，并推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+電動(dòng)汽車”商業(yè)模式的創(chuàng)新。
描繪我國(guó)高比例可再生能源并網(wǎng)藍(lán)圖
——“高比例可再生能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行基礎(chǔ)理論”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
當(dāng)前，全球能源問題突出、環(huán)境污染嚴(yán)重。大力發(fā)展可再生能源，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)的清潔化轉(zhuǎn)型，是能源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。近十年來(lái)，我國(guó)可再生能源發(fā)展迅猛，目前已經(jīng)成為世界上風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量最大的國(guó)家。到2030年至2050年，我國(guó)可再生能源的發(fā)電量占比達(dá)30%以上，“高比例可再生能源并網(wǎng)”將成為未來(lái)電力系統(tǒng)的重要特征。
國(guó)家科技部啟動(dòng)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)，2016年首批在5個(gè)技術(shù)方向啟動(dòng)17個(gè)項(xiàng)目。在第一個(gè)技術(shù)方向“大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)消納”中設(shè)置的第一個(gè)項(xiàng)目就是基礎(chǔ)前沿類項(xiàng)目“高比例可再生能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行基礎(chǔ)理論”。項(xiàng)目緊密圍繞兩大科學(xué)問題展開：一是高比例可再生能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)形態(tài)演化的影響機(jī)理和源-荷強(qiáng)不確定性約束下輸配電網(wǎng)規(guī)劃問題，二是源—網(wǎng)—荷高度電力電子化條件下電力系統(tǒng)多時(shí)間尺度耦合的穩(wěn)定機(jī)理與協(xié)同運(yùn)行問題。
本項(xiàng)目將從未來(lái)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)演化模型及電力預(yù)測(cè)方法、考慮高比例可再生能源時(shí)空分布特性的交直流輸電網(wǎng)多目標(biāo)協(xié)同規(guī)劃方法、高滲透率可再生能源接入下考慮柔性負(fù)荷的配電網(wǎng)規(guī)劃方法、源—網(wǎng)—荷高度電力電子化的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析理論、含高比例可再生能源的交直流混聯(lián)系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行理論五個(gè)方面進(jìn)行深入研究，形成高比例可再生能源接入下未來(lái)電力系統(tǒng)形態(tài)構(gòu)建、協(xié)同規(guī)劃和優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)理論體系。
項(xiàng)目研究具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，其成果將引領(lǐng)電力系統(tǒng)向低碳、綠色、智能的方向發(fā)展，促進(jìn)電力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，降低電力工業(yè)對(duì)資源以及環(huán)境問題的影響，提升我國(guó)智能電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新水平，提高我國(guó)能源企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。項(xiàng)目將建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)體系，打造具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力、以中青年學(xué)者為主力的科研團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)智能電網(wǎng)領(lǐng)域具有國(guó)際影響力的學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人物和研究骨干人才。
本項(xiàng)目由中國(guó)電力科學(xué)研究院牽頭，18家實(shí)力雄厚的大學(xué)和科研院所組成研究隊(duì)伍。團(tuán)隊(duì)將借助十三五的春風(fēng)，同心協(xié)力，眾志成城，研究高比例可再生能源并網(wǎng)下電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行的重大課題，建立電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源發(fā)電并網(wǎng)的技術(shù)體系，為政府相關(guān)部門制定能源政策、發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)路線提供強(qiáng)有力的決策支持，為我國(guó)電力能源事業(yè)實(shí)現(xiàn)高效綠色可持續(xù)發(fā)展的美好未來(lái)提供強(qiáng)大的科技驅(qū)動(dòng)力！
引領(lǐng)世界大電網(wǎng)控制技術(shù)發(fā)展
——“大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行控制與保護(hù)研究”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行控制與保護(hù)（基礎(chǔ)理論研究）獲科技部批準(zhǔn)立項(xiàng)。該項(xiàng)目的設(shè)立標(biāo)志著我國(guó)面對(duì)現(xiàn)代大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全運(yùn)行重大需求的科學(xué)研究拉開了帷幕。
世界上規(guī)模最大、電壓等級(jí)最高的交直流混聯(lián)電網(wǎng)已在我國(guó)形成。截止2015年底，電網(wǎng)裝機(jī)容量15億千瓦，各大區(qū)域電網(wǎng)已通過超/特高壓交直流輸電線路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，跨區(qū)輸電功率達(dá)到2.1億千瓦，其中23回直流輸電線路承擔(dān)了三分之一的傳輸功率；到2020年，16回直流輸電線路和世界上最高電壓等級(jí)的柔性直流環(huán)網(wǎng)還將投入運(yùn)行，電網(wǎng)規(guī)模、直流輸電占比以及交直流混聯(lián)深度將進(jìn)一步增大。如何有效保障大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全運(yùn)行是重大和緊迫的國(guó)家需求。
大型交直流混聯(lián)系統(tǒng)狀態(tài)變量廣域耦合，各元件動(dòng)態(tài)時(shí)間常數(shù)差異巨大。交直流混聯(lián)系統(tǒng)連續(xù)、離散、邏輯變量交織，多種類型約束相互制約，不同控制變量交互影響，控制目標(biāo)存在耦合和沖突的可能，運(yùn)行控制難度大。交直流混聯(lián)電網(wǎng)中交流同步電源混合非線性受控開關(guān)電源、三相交流網(wǎng)絡(luò)與兩極直流網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠ヂ?lián)，故障特征發(fā)生改變，基于線性等效電路的傳統(tǒng)故障分析方法和保護(hù)原理不能簡(jiǎn)單沿用。
圍繞上述問題，本項(xiàng)目將開展大規(guī)模交直流混聯(lián)電網(wǎng)全電磁暫態(tài)建模和仿真理論、多換流站與交直流混聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)故障特性分析與保護(hù)、交直流混聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障預(yù)警與主動(dòng)保護(hù)、含高密度新能源發(fā)電的電網(wǎng)源荷端動(dòng)態(tài)響應(yīng)與自愈控制等事關(guān)混聯(lián)電網(wǎng)安全運(yùn)行的重大基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)研究。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由國(guó)內(nèi)20家著名高校、科研院所和設(shè)備制造廠商共同組成，覆蓋了電氣工程領(lǐng)域全部的5個(gè)國(guó)家一級(jí)學(xué)科、10個(gè)相關(guān)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；集合了國(guó)內(nèi)在大電網(wǎng)控制、保護(hù)和仿真研究領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富、勇于探索的優(yōu)秀人才，項(xiàng)目參加人員319人，其中固定研究人員129人，高級(jí)職稱94人；項(xiàng)目還聘請(qǐng)本行業(yè)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外著名專家組成指導(dǎo)小組指導(dǎo)并監(jiān)督項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)陳容強(qiáng)大、研究實(shí)力雄厚，有望在大電網(wǎng)安全運(yùn)行領(lǐng)域取得重大突破。
項(xiàng)目將首次開發(fā)出大型全電磁暫態(tài)仿真軟件、提出并實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電線路超高速保護(hù)技術(shù)以及具有毫秒級(jí)響應(yīng)速度的交直流混聯(lián)電網(wǎng)協(xié)同控制方式和系統(tǒng)穩(wěn)定控制方法。項(xiàng)目成果將為我國(guó)大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全高效運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)，并引領(lǐng)世界大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行控制和保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。
有序接入、靈活并網(wǎng)、優(yōu)化調(diào)度
——“分布式可再生能源發(fā)電集群靈活并網(wǎng)集成關(guān)鍵技術(shù)及示范”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
當(dāng)今世界已經(jīng)逐步進(jìn)入到可再生能源時(shí)代，作為世界能源發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，分布式可再生能源的并網(wǎng)已成新能源革命和智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。在國(guó)家“光伏扶貧”等系列政策激勵(lì)下，我國(guó)分布式電源的并網(wǎng)呈現(xiàn)出區(qū)域化和園區(qū)化的快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，大規(guī)模、集群化分布式發(fā)電并網(wǎng)成為未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展方向。
然而大量具有間歇性、隨機(jī)性的分布式發(fā)電接入電網(wǎng)，極大地增加了電網(wǎng)復(fù)雜性和管控難度。如何保障分布式發(fā)電能夠規(guī)模有序、安全可靠、靈活高效地接入電網(wǎng)，已成為能源與電網(wǎng)領(lǐng)域的重大科學(xué)命題。為了推動(dòng)分布式新能源的發(fā)展，設(shè)立國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)“分布式可再生能源發(fā)電集群靈活并網(wǎng)集成關(guān)鍵技術(shù)及示范”，以期解決大規(guī)模、集群化分布式電源并網(wǎng)的技術(shù)難題。
圍繞分布式可再生能源發(fā)電集群靈活并網(wǎng)集成重大需求，項(xiàng)目組聚焦大規(guī)模分布式發(fā)電集群有序接入、靈活并網(wǎng)、優(yōu)化調(diào)度三大科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)問題，重點(diǎn)從高滲透率分布式發(fā)電集群優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)方法、高效靈活并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備、分層分級(jí)群控群調(diào)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)、分布式發(fā)電集群數(shù)?；旌戏抡鏈y(cè)試四個(gè)方面開展研究，創(chuàng)新集群規(guī)劃方法、突破并網(wǎng)與運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)、研發(fā)系列關(guān)鍵裝備與系統(tǒng)、實(shí)施仿真測(cè)試驗(yàn)證，進(jìn)而建設(shè)安徽金寨“區(qū)域分散式”和浙江海寧“區(qū)域集中式”兩種典型應(yīng)用模式分布式發(fā)電集群靈活并網(wǎng)示范工程。
該項(xiàng)目將從共性關(guān)鍵技術(shù)研究、核心系統(tǒng)和裝置研發(fā)到典型應(yīng)用示范全鏈條布局，產(chǎn)出一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際領(lǐng)先/先進(jìn)水平的重大成果，研制出高功率密度、高效變流、即插即用并網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備（功率密度≥1.0w/cm3、轉(zhuǎn)換效率>98%）與智能測(cè)控保護(hù)裝置，開發(fā)區(qū)域群控群調(diào)系統(tǒng)，建成具有國(guó)際領(lǐng)先水平的區(qū)域分散型和區(qū)域集中型兩種典型模式的分布式可再生能源發(fā)電集群示范工程（所有并網(wǎng)點(diǎn)THDi≤5%，反孤島保護(hù)動(dòng)作時(shí)間≤2s），實(shí)現(xiàn)多種類（風(fēng)/光/生物質(zhì)）、多容量(瓦-兆瓦)、大規(guī)模（>200兆瓦）、高滲透率（>100%）分布式能源集群的有序接入、靈活并網(wǎng)和優(yōu)化調(diào)度。
該項(xiàng)目將于2019年完成，其研究成果將大幅提高我國(guó)分布式能源的消納水平，實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備的國(guó)產(chǎn)化，探索我國(guó)未來(lái)分布式電源的開發(fā)利用可行道路，切實(shí)支撐能源結(jié)構(gòu)清潔化轉(zhuǎn)型和能源消費(fèi)革命，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)地位等方面，具有廣闊的市場(chǎng)前景和巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。
架起能源互聯(lián)的橋梁
——“±500kV直流電纜關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
高壓直流電纜作為柔性直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵裝備具有低碳環(huán)保和安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，適用于環(huán)境敏感區(qū)域及城市電網(wǎng)的電纜化增容改造，增強(qiáng)電網(wǎng)抵抗自然災(zāi)害危害的能力?！?00千伏直流電纜代表目前擠包絕緣直流電纜的國(guó)際最高水平，其傳輸功率密度約為±320千伏直流電纜的2倍，可滿足新能源規(guī)?；煤蛥^(qū)域互聯(lián)中長(zhǎng)距離、大容量、低損耗電力傳輸的需求?！?00千伏直流電纜關(guān)鍵技術(shù)已成為當(dāng)前國(guó)際智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備研發(fā)領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)，也是制約我國(guó)大電網(wǎng)柔性互聯(lián)的技術(shù)瓶頸之一。因此，發(fā)展±500千伏直流電纜關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)保障我國(guó)電力能源安全和可持續(xù)發(fā)展具有十分重大的戰(zhàn)略意義。
2016年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”專項(xiàng)“±500千伏直流電纜關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目的總體目標(biāo)是通過研究±500千伏直流電纜制造及應(yīng)用技術(shù)，掌握國(guó)產(chǎn)絕緣材料和屏蔽材料批量化制備工藝，完成樣機(jī)研制并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由高校、研究院、制造企業(yè)和電網(wǎng)運(yùn)行企業(yè)等15個(gè)單位的專家學(xué)者組成，高校負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論及材料開發(fā)，研究院及企業(yè)負(fù)責(zé)材料批量化制備、裝備研制及試驗(yàn)應(yīng)用技術(shù)，構(gòu)成了一支理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、具有國(guó)際視野的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”協(xié)同創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目組將圍繞±500千伏直流電纜開發(fā)及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)，重點(diǎn)開展直流電纜絕緣設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、絕緣料與屏蔽料、電纜及附件設(shè)計(jì)與制造、電纜應(yīng)用及環(huán)境適應(yīng)性、電纜系統(tǒng)試驗(yàn)及運(yùn)維技術(shù)等方面的系統(tǒng)研究。通過理論分析、仿真計(jì)算、實(shí)驗(yàn)研究、加工制造和試驗(yàn)評(píng)價(jià)，在直流電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)、材料開發(fā)、裝置研制和試驗(yàn)評(píng)價(jià)技術(shù)方面取得突破，支撐±500千伏直流電纜產(chǎn)品制造及應(yīng)用，為未來(lái)大電網(wǎng)柔性互聯(lián)提供技術(shù)保障。
近三年，我國(guó)先后在南澳、舟山和廈門柔性直流輸電工程中實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)擠包絕緣直流電纜的工程應(yīng)用，最高電壓達(dá)到±320千伏。直流電纜從±320千伏提升到±500千伏，面臨著需要耐受更高場(chǎng)強(qiáng)、傳輸更大容量和制造更大尺寸電纜系統(tǒng)的挑戰(zhàn)：例如，電纜在高場(chǎng)強(qiáng)和高溫度梯度下的絕緣設(shè)計(jì)，高場(chǎng)強(qiáng)、高溫度穩(wěn)定性國(guó)產(chǎn)材料開發(fā)及批量化制備，多物理場(chǎng)下的電場(chǎng)設(shè)計(jì)與大尺寸電纜系統(tǒng)制造工藝，直流電纜試驗(yàn)及運(yùn)維方法有效性等。面對(duì)以上問題與挑戰(zhàn)，需要開展深入系統(tǒng)的研究。
通過該項(xiàng)目的研究開發(fā)，將形成我國(guó)±500千伏直流電纜核心技術(shù)；打破國(guó)外技術(shù)壟斷，提升國(guó)產(chǎn)高壓直流輸電裝備的核心競(jìng)爭(zhēng)力；推動(dòng)國(guó)產(chǎn)高端電力電纜技術(shù)開發(fā)，增強(qiáng)我國(guó)高壓直流關(guān)鍵技術(shù)整體自主創(chuàng)新能力；為我國(guó)清潔能源應(yīng)用、地區(qū)及洲際電網(wǎng)互聯(lián)和國(guó)家能源安全提供有力保障。
以友好互動(dòng)開啟電力供需新紀(jì)元
——“城區(qū)用戶與電網(wǎng)供需友好互動(dòng)系統(tǒng)”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
日前，國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司牽頭申報(bào)的2016年度重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“城區(qū)用戶與電網(wǎng)供需友好互動(dòng)系統(tǒng)”成功獲批立項(xiàng)。該項(xiàng)目是對(duì)電改9號(hào)文的一次深度解讀和實(shí)踐探索，項(xiàng)目將結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推動(dòng)電力供需關(guān)系從“網(wǎng)隨荷動(dòng)”向“網(wǎng)荷互動(dòng)”轉(zhuǎn)變，提高電力供給側(cè)體系質(zhì)量和效率，引領(lǐng)售電側(cè)市場(chǎng)化改革的發(fā)展方向。
順應(yīng)能源發(fā)展形勢(shì)，促成源荷友好互動(dòng)
從能源供需形勢(shì)看，我國(guó)主要城市群夏季空調(diào)負(fù)荷已超過最高負(fù)荷的1/3，電網(wǎng)峰谷差不斷拉大。若繼續(xù)建設(shè)電廠和電網(wǎng)設(shè)施來(lái)滿足短時(shí)的高峰負(fù)荷需求，將造成社會(huì)資源的極大浪費(fèi)；而傳統(tǒng)的有序用電手段，也將極大干擾工商業(yè)用戶的正常生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)城區(qū)用戶與電網(wǎng)友好互動(dòng)，短時(shí)降低非生產(chǎn)性負(fù)荷，可以更好地滿足電能供應(yīng)和需求平衡。
從能源利用效率看，我國(guó)單位GDP能耗遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家水平，導(dǎo)致能源總量需求不斷增高，而終端用戶用能方式的不合理是重要原因之一。實(shí)現(xiàn)城區(qū)用戶與電網(wǎng)友好互動(dòng)，引導(dǎo)用戶主動(dòng)改變用能習(xí)慣，可以更好地控制能源需求總量。
掌握項(xiàng)目核心技術(shù)，創(chuàng)新友好互動(dòng)手段
項(xiàng)目從模型與機(jī)制、設(shè)備與系統(tǒng)、工程示范等三個(gè)角度開展技術(shù)攻關(guān)。
互動(dòng)模型與機(jī)制設(shè)計(jì)研究市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下用戶用電和行為特征，設(shè)計(jì)面向需求側(cè)主動(dòng)響應(yīng)的市場(chǎng)機(jī)制框架，建立特殊情況下的電力需求側(cè)應(yīng)急響應(yīng)協(xié)調(diào)機(jī)制。
互動(dòng)設(shè)備與系統(tǒng)開發(fā)研究支持用戶與電網(wǎng)雙向互動(dòng)的核心設(shè)備，開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的家庭能效管理系統(tǒng)，研制電力供需互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)及互動(dòng)終端。
互動(dòng)工程示范驗(yàn)證研究示范建設(shè)方案，探索系統(tǒng)及設(shè)備測(cè)試方法，提出示范工程相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成用戶與電網(wǎng)供需友好互動(dòng)示范工程推廣運(yùn)營(yíng)模式和建設(shè)指導(dǎo)意見。
推進(jìn)示范工程建設(shè)，凸顯友好互動(dòng)成效
項(xiàng)目將在蘇州與常州選擇兩個(gè)常住人口超過30萬(wàn)的城市區(qū)域開展示范驗(yàn)證，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)示范互動(dòng)家庭用戶綜合能耗降低5.5%以上，示范區(qū)負(fù)荷峰谷差降低5.8%以上。
項(xiàng)目成果具有巨大的推廣價(jià)值。2014年全國(guó)城區(qū)用戶家庭綜合能耗約為3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，綜合能耗降低5.5%將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益近百億元。以峰谷差每降低100萬(wàn)千瓦減少調(diào)頻電源及輸配電網(wǎng)配套投資85億元估算，降低負(fù)荷峰谷差5.8%將在全國(guó)范圍內(nèi)產(chǎn)生千億元以上的經(jīng)濟(jì)效益。
新一輪電力體制改革已經(jīng)拉開帷幕，電網(wǎng)企業(yè)只有不斷適應(yīng)電力用戶新需求、新變化，才能更好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型。本項(xiàng)目順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電改發(fā)展潮流，成果將極大地提升用戶與電網(wǎng)供需友好互動(dòng)水平，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
打造智能電網(wǎng)典范踐行低碳冬奧
——“支撐低碳冬奧的智能電網(wǎng)綜合示范工程”項(xiàng)目簡(jiǎn)介
近年來(lái)，以可再生能源為支點(diǎn)的能源轉(zhuǎn)型已成為我國(guó)能源發(fā)展的新趨勢(shì)，國(guó)家戰(zhàn)略明確提出大力發(fā)展可再生能源的發(fā)展目標(biāo)。2015年張家口被確認(rèn)為我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)可再生能源示范區(qū)，2022年綠色低碳冬奧會(huì)對(duì)可再生能源的開發(fā)利用提出了更高要求。
在此背景下，國(guó)家科技部在2016年重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”專項(xiàng)中專門設(shè)置了“支撐低碳冬奧的智能電網(wǎng)綜合示范工程”項(xiàng)目，以張家口可再生能源示范區(qū)建設(shè)和籌備低碳冬奧會(huì)為契機(jī)，著力打造覆蓋智能電網(wǎng)全環(huán)節(jié)的綜合示范工程，探索解決大規(guī)?？稍偕茉础安⒌蒙稀焙汀八偷贸觥彪y題，以及在可再生能源全額供電的前提下奧運(yùn)專區(qū)的連續(xù)高可靠供電和低碳交通難題。
為此，項(xiàng)目在綜合集成我國(guó)智能電網(wǎng)研究成果的基礎(chǔ)上，分別從發(fā)、輸、配、用、調(diào)等環(huán)節(jié)設(shè)置5項(xiàng)研究課題，擬重點(diǎn)突破：大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)、大型可再生能源基地多種能源匯集外送的柔性直流和交直流混聯(lián)送出技術(shù)；可再生能源高精度功率預(yù)測(cè)技術(shù)、多能源互補(bǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度與控制技術(shù)；多能互補(bǔ)的分布式能源與微網(wǎng)系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)、交直流混合配電網(wǎng)技術(shù)；與可再生能源發(fā)電融合的電動(dòng)汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)。
項(xiàng)目于2016年8月獲批，執(zhí)行周期4年半，由國(guó)網(wǎng)冀北電力牽頭，國(guó)網(wǎng)北京市電力，清華大學(xué)、華北電力大學(xué)等8家高校，國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院、中國(guó)電科院、聯(lián)研院3家電力科研機(jī)構(gòu)，國(guó)電南瑞、許繼集團(tuán)、北京四方3家電力設(shè)備制造企業(yè)共同組成“產(chǎn)—學(xué)—研”結(jié)合的高水平研究團(tuán)隊(duì)。
項(xiàng)目的實(shí)施有助于構(gòu)建支撐大規(guī)模可再生能源接入和送出的新型電網(wǎng)形態(tài)，探索重大活動(dòng)由100%可再生能源支撐的高可靠供電模式，攻克融合可再生能源的新型充電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)覆蓋半徑達(dá)到0.9公里以內(nèi)。
項(xiàng)目將促進(jìn)大規(guī)模可再生能源的開發(fā)利用，減少棄風(fēng)、棄光，根據(jù)測(cè)算，應(yīng)用項(xiàng)目成果后的年棄風(fēng)/棄光率較應(yīng)用前可降低3%，等效每年多消納新能源電量2.4億度。項(xiàng)目通過解決張家口千萬(wàn)千瓦級(jí)可再生能源送出難題，達(dá)到顯著的節(jié)能減排目的，預(yù)計(jì)2020年張家口新能源高效消納可節(jié)煤16.2萬(wàn)噸，等效減少二氧化碳排放59.4萬(wàn)噸。
項(xiàng)目通過示范最先進(jìn)的電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、使用和運(yùn)行控制技術(shù)，踐行“綠色奧運(yùn)、低碳奧運(yùn)”理念，充分展示我國(guó)智能電網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新成就，為世界可再生能源的高效利用和綠色用電提供可復(fù)制的成功經(jīng)驗(yàn)，引領(lǐng)世界能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向。
