PDF《2018 ฤࣞሲ෹࿺ۨᒎฉ》

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1 ― 国科发资〔2017〕294 号附件

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2018 ???????? 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年) 》 , 以及国务院 《能源发展战略行动计划 (2014-2020 年) 》 、 《中 国制造 2025》和《关于积极推进 互联网+ 行动的指导意见》 等提出的任务,国家重点研发计划启动实施 智能电网技术与装 备 重点专项.

根据本重点专项实施方案的部署,现发布

2018 年度项目申报指南. 本重点专项总体目标是:持续推动智能电网技术创新、支撑 能源结构清洁化转型和能源消费革命.从基础研究、重大共性关 键技术研究到典型应用示范全链条布局,实现智能电网关键装备 国产化. 到2020 年, 实现我国在智能电网技术领域整体处于国际 引领地位. 本重点专项按照大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互 联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、 智能电网基础支撑技术

5 个创新链(技术方向) ,共部署

23 个重 点研究任务.专项实施周期为

5 年(2016-2020 年) .

2016 年本重点专项在

5 个技术方向已启动

17 个研究任务的 ―

2 ―

19 个项目,2017 年本重点专项在

5 个技术方向已启动

18 个研究 任务的

20 个项目.

2018 年, 在5个技术方向启动

19 个研究任务, 拟支持 19-38 个项目,拟安排国拨经费总概算为 4.63 亿元.凡企 业牵头的项目须自筹经费,自筹经费总额与国拨经费总额比例不 低于 1:1. 项目申报统一按指南二级标题(如1.1)的研究方向进行.除 特殊说明外,拟支持项目数均为 1-2 项.项目实施周期不超过

3 年.申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考 核指标.项目下设课题数原则上不超过

5 个,每个课题参研单位 原则上不超过

5 个.项目设

1 名项目负责人,项目中每个课题设

1 名课题负责人. 指南中 拟支持项目数为 1-2 项 是指:在同一研究方向下, 当出现申报项目评审结果前两位评分评价相近、技术路线明显不 同的情况时,可同时支持这

2 个项目.2 个项目将采取分两个阶 段支持的方式. 第一阶段完成后将对

2 个项目执行情况进行评估, 根据评估结果确定后续支持方式. 1. 大规模可再生能源并网消纳 1.1 大容量风电机组电网友好型控制技术 (共性关键技术类) 研究内容:针对我国大规模风电接入后电网的安全稳定运行 需求,研究大容量风电机组的电网友好型发电控制技术.具体包 括:典型双馈和直驱风机宽频动态特性及量化分析方法;

风力发 ―

3 ― 电机组对电网惯量和一次调频支撑的优化控制技术;

风力发电在 电网次/超同步频率的动态特性优化控制技术;

电网故障暂态过程 中风力发电设备支撑电网电压和频率的优化控制技术;

不同电网 运行条件下风力发电机组的载荷分析及稳定优化控制. 考核指标:风电机组单机容量不低于 2MW,惯量支撑响应 速度≤200ms,一次调频支撑持续时间≥5min,有功支撑能力不 低于 10%Pn;

耐受 1.3pu 持续 500ms 的暂态过电压;

主动阻尼控 制同时覆盖低频段、次/超同步频率段,完成风电机组的并网性能 验证和示范应用. 1.2 分布式光伏多端口接入直流配电系统关键技术和装备 (共性关键技术类) 研究内容:为提高规模化、高渗透率分布式光伏并网消纳能 力,研究分布式光伏多端口接入直流配电系统的集成优化技术及 装备,建立分布式光伏直流并网实证系统.具体包括:分布式光 伏直流变换器的拓扑结构、参数、与系统的相互影响;

中压或低 压直流并网的分布式光伏系统集成和工程设计技术;

中、低压光 伏直流变换器研制;

含高比例分布式光伏的直流配电系统控制、 保护和运行技术;

MW 级实证平台总体方案、关键技术及装备实 证研究. 考核指标:建立分布式光伏接入直流配电系统实证平台,光 伏装机容量不低于 1MW, 直流电压等级±10kV;

分布式光伏直流 ―

4 ― 变换器功率不低于 50kW,最大效率不低于 97%,光伏侧直流电 压450V~850V,网侧电压稳态误差小于 1%;

系统控制和保护装置 通信延时≤10ms,保护最快动作时间≤1ms. 1.3 促进可再生能源消纳的风电/光伏发电功率预测技术及应 用(共性关键技术类) 研究内容:为提升我国风电/光伏等新能源发电功率预测水 平,提高预测结果在可再生能源发电调度中的应用程度,促进可 再生能源消纳, 研究面向电力生产部门和风电/光伏场站的一体化 功率预测和优化调度技术.具体包括:针对中长期调度的电量预 测和考虑风电/光伏发电季节性及随机性的年月调度方法;

针对日 前日内短期调度的概率预测技术和多空间尺度短期功率预测技 术;

考虑资源关联性等因素的风电/光伏超短期功率预测技术;

考 虑预测不确定性的风电/光伏风险调度决策方法;

应对风险的备用 容量优化配置与紧急控制技术. 考核指标:研发风电/光伏功率集中预测平台,预报空间分辨 率小于 5km;

短期功率预测长度不小于

5 天;

省级新能源集群的 日前预测精度大于 90%,超短期预测精度大于 95%;

概率预测可 实现不同置信度下的误差带的预测. 2. 大电网柔性互联 2.1 500kV 及以上电压等级经济型高压交流限流器的研制 (共 性关键技术类) ―

5 ― 研究内容:面向我国高压交流电网的短路故障电流超标问 题,开展经济型高压交流限流器技术研究.具体包括:高压交流 限流器的电路拓扑结构和高电压绝缘、电磁兼容、动热稳定性等 的设计;

限流器的大容量通流、快速开关和动作等关键部件的制 造技术;

电网的短路故障检测与快速辨识技术;

限流器的运行控 制和保护技术,以及限流器与断路器的匹配与协调运行技术;

限 流器的试验技术及相关标准规范. 考核指标: 完成电压等级不低于 500kV 的经济型高压交流限 流器样机的设计和制造, 样机能将预期短路电流降低35%及以上、 稳态运行损耗≤0.1%、故障响应时间≤20ms,完成型式试验并形 成相关技术规范和标准. 2.2 超导直流能源管道的基础研究(基础研究类) 研究内容:为了推动超导技术在输电和能源输送的应用发 展, 开展基于天然气等燃料的混合工质温度的输电/输送燃料一体 化超导能源管道的应用基础研究和样机的研发.具体包括:基于 天然气的混合工质的研制及其传热与绝缘特性;

超导材料在混合 工质温度的电磁特性及其变化规律;

输电/输送燃料一体化超导能 源管道的原理和结构、热损耗变化规律及液体燃料输送速率对能 源管道温度分布的影响规律;

输电/输送燃料一体化超导能源管道 及其高压电流终端的设计和制造关键技术、 低温高电压绝缘技术;

输电/输送燃料一体化超导能源管道燃料输送的运行控制技术及 ―

6 ― 试验规范等. 考核指标:研制成基于天然气的混合工质温区(不低于 85-90K)的输电/输送燃料一体化超导能源管道原理样机,能源管 道长度

30 米、运行电压不小于±100kV、运行电流不低于 1000A、 输送液体燃料速度大于 100L/min,完成满功率运行等系统试验, 验证输电/输送燃料一体化超导能源管道应用的可行性及优越性. 2.3 互联大电网高性能分析和态势感知技术 (共性关键技术类) 研究内容:综合考虑交直流互联大电网在线安全稳定分析的 时效性、准确性和规模,研究基于广域实测稳态/动态信息的在线 建模与高性能精准仿真、态势感知与趋势预测技术,提高电网运 行效率和安全性.具体包括:复杂电网动态潮流、拓扑和参数等 多元基础信息的一体化实时感知方法;

分布分层动态设备元件集 的测辨建模理论及技术;

针对各种典型故障扰动的大电网在线超 实时机电-电磁混合仿真技术;

基于远程终端单元(RTU)/同步 相量测量装置(PMU)等海量数据的电力系统动态特征分析、趋 势预测及可视化方法;

考虑电网动态特征的电力系统在线综合动 态安全稳定评估方法. 考核指标:应用于省级或省级以上区域电网,实时感知得到 的在线潮流有功功率最大相对误差不大于 2%;

对不少于

10000 节点、 含10 回及以上高压直流输电线路的大型电力系统, 同等条 件下在线机电-电磁混合仿真效率不低于离线计算效率、 与实测录 ―

7 ― 波拟合度 90%以上;

电力系统综合动态安全稳定评估技术支持秒 级的实时更新. 2.4 柔性直流电网故障电流抑制的基础理论研究 (基础研究类) 研究内容:针对未来柔性直流电网弱阻尼带来的故障电流快 速上升问题,研究多电压等级柔性直流电网故障电流抑制的理论 与方法.具体包括:柔性直流电网网架结构、稳态与暂态潮流转 移的相互影响机理;

柔性直流电网运行特性、暂态相互作用机理 及故障演化规律;

提高柔性直流电网故障电流抑制能力的电力电 子装置拓扑及其控制策略;

计及故障电流抑制装置的柔性直流电 网故障电流协同抑制方法;

柔性直流电网装置建模与数字-物理混 合模拟方法. 考核指标:提出柔性直流电网故障电流抑制的理论与方法;

建立具备故障电流抑制能力的电压源换流器、直流断路器、直流 限流器、直流变压器、潮流控制器等装置的物理模型;

建成柔性 直流电网数字-物理混合模拟系统,其中数字模拟系统包含至少

15 端模块化多电平柔性直流换流站, 物理模拟系统包含至少

6 端 模块化多电平柔性直流换流站和至少

3 种具备故障电流抑制能力 的电力电子装置,通过综合抑制措施可将直流电网最大故障电流 降低 30%以上. 3. 多元用户供需互动用电 3.1 中低压直流配用电系统关键技术及应用(应用示范类) ―

8 ― 研究内容:为突破中低压直流配用电系统关键技术瓶颈,攻 克多电压等级直流配用电系统安全稳定运行难题,提高系统运行 效率和供电可靠性,开展中低压直流配用电系统关键装备和技术 研究,并完成示范验证.具体包括:研究适应不同应用场景的直 流配用电系........