我國電網未來15年發展方向及能源互聯網發展的關鍵點

日期:2016-04-25

來源:北極星輸配電網整理


現代電網關鍵技術創新


(一)戰略方向


  1.基礎設施和裝備。重點在柔性直流輸配電、無線電能傳輸、大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進輸變電裝備技術,以及用于電力設備的新型絕緣介質與傳感材料、高溫超導材料等方面開展研發與攻關。


  2.信息通信。重點在電力系統量子通信技术应用、電力設備在线监测先进传感技术、高效电力线载波通信、推动電力系統与信息系统深度融合等方面开展研发与攻关。


  3.智能調控。重點在可再生能源並網、主動配電網技術、大電網自適應/自恢複安全穩定技術、適應可再生能源接入的智能調度運行、電力市場運營、複雜大電網系統安全穩定等方面開展研發與攻關。


(二)創新目標


  1.2020年目标。突破柔性直流输配电、电动汽车无线充电技术,掌握大容量高压电力电子元器件和高压海底电力电缆等先进输变电装备关键技术,实现工业化、低成本制造及示范推广,相关技术及装备走向国际市场。突破信息通信安全技术和电力线载波技术,形成宽带电力线通信标准;形成适合电网运行要求的低成本、量子级的通信安全技术。研究大规模可再生能源和分布式发电并网关键技术并开展示范;突破電力系統全局协调调控技术,实现示范应用。完成现代复杂大电网安全稳定技术研究,实现现代复杂大电网安全稳定运行。


  2.2030年目標。柔性直流輸配電技術、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輸變電裝備達到國際先進水平。突破高溫超導材料關鍵技術和工藝。形成適合電網運行要求的低成本、量子級的通信安全工程應用技術解決方案,實現規模化應用。微電網/局域網與大電網相互協調技術、源-網-荷協調智能調控技術獲得充分應用。


  3.2050年展望。無線輸電技術得到應用,電網的系統、設備、通信、控制等技術引領國際先進水平,完全掌握材料、核心器件、裝備和系統成套技術。完全解決可再生能源和分布式電源並網消納問題。建成世界領先的、安全高效的、綠色環保的現代電網。


(三)創新行動


  1.先進輸變電裝備技術。研發高可靠性、環保安全(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的新型氣體介質斷路器及真空和固態斷路器,並開展示範應用;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技術,研發新型電纜材料、先進附件;研發高質量在線監測/檢測裝備和系統。


  2.直流電網技術。研究直流電網架構及運行控制技術,建立直流電網技術裝備標准體系;開展新型電壓源型換流器、直流斷路器、直流變壓器、直流電纜、直流電網控制保護等核心設備研發和工程化;建設包含大規模負載群、集中/分布式新能源、大規模儲能在內的直流電網示範工程。


  3.電動汽車無線充電技術。以電動汽車無線充電爲突破點和應用對象,研發高效率、低成本的無線電能傳輸系統,實現即停即充,甚至在行駛中充電。形成電動汽車無線充電技術標准體系,研究電動汽車無線充電場站的負荷管理,建設電動汽車無線充電場站示範工程。


  4.新型大容量高壓電力電子元器件及系統集成。研究先進電力電子元器件及應用;開展新一代大容量、高電壓電力電子器件的材料研發和關鍵工藝技術研究;研發用于高電壓、大容量直流斷路器和斷路保護器的高性能電力電子器件;建設高水平生産線,提高質量、降低成本,推進國産化。研究高壓大容量固態電力電子變壓器、大容量雙向/多向換流器、多功能並網逆變器、智能開關固態斷路器、固態電源切換開關、軟常開開關設備。


  5.高溫超導材料。研究高溫超導基礎理論、各系材料配方及制備工藝;開展面向超導電力裝備的應用型超導材料研究;推動高溫超導材料的實用化,並研究其成套工程技術;開展高溫超導在超導電纜、變壓器、限流器、超導電機等領域的示範和應用。


  6.信息通信安全技術。研究電力線頻譜資源動態、高效地感知與使用;研究降低對已有通信業務幹擾的關鍵技術,形成寬帶電力線通信技術標准體系。建設能源互聯網量子安全通信技術與常規網絡融合應用示範,提出電網量子安全通信加密理論、量子通信協議及量子安全通信與經典網絡通信融合的模型。形成適合我國電網量子安全通信要求的低成本、量子級安全可靠的通信技術解決方案。采用低功耗通用無線通信技術,實現電網末端海量信息的采集和傳輸。


  7.高效電力線載波通信技術。研究進一步提高電力線載波通信頻譜效率的通信方式,提高工作帶寬並充分考慮利用電力線三相之間形成的多輸入多輸出構架,使電力線載波通訊系統物理層的傳輸速率達到Gbps;使電力線通信應用範圍擴展到包括互聯網接入、家庭聯網、家庭智能控制、新能源監控及電力安全生産等衆多領域。


  8.可再生能源並網與消納技術。制定大規模清潔能源發電系統並網接入技術標准和規範。研究並實現基于天氣數據的可再生能源發電精確預測。研發並推廣增強可再生能源並網能力的儲能、多能源互補運行與控制、微電網、可再生能源熱電聯産等技術。發揮電力大數據和電力交易平台在促進可再生能源並網和消納中的作用。實現電網和可再生能源電源之間的高度融合,促進可再生能源高效、大容量的分布式接入及消納。


  9.现代复杂大电网安全稳定技术。研究交直流混合电网、智能电网、微电网构成的复杂大电网稳定机理分析技术,在线/实时分析技术和协调控制技术;建立能源大数据条件下的现代复杂大电网仿真中心,研究满足大规模间歇性能源/分布式能源/智能交互/大规模电力电子设备应用的、高效精确的電力系統仿真技术;加强电网大面积停电的在线/实时预警和评估技术研究。


  10.全局協調調控技術。研究大規模風電/光伏接入的輸電網與含高比例分布式可再生能源的配電網之間協調互動的建模分析、安全評估、優化調度與運行控制技術,建立多種特性發電資源並存模式下的輸配協同運行控制模式;針對未來電網中多決策主體、多電網形態特點,構建具有高度適應性的調度運行控制體系,開展“分布自律-互動協調”的源-網-荷協同的能量管理技術研發與示範應用。

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