“智能电网技术与装备”重点专项2018年度项目申报指南

2017-10-12 09:34:57 科技部　点击量：评论 (0)

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

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)

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统电压等级序列及典型供用电模式;研发满足中低压直流配用电系统要求的直流断路器、直流计量和保护用传感器等关键设备;研究多换流器并网及多电压等级直流配用电系统的优化运行控制策略;研究多电压等级直流配用电系统保护方法与关键技术;开展技术集成化示范应用。

考核指标：直流断路器额定电压不小于10kV，开断电流不小于10kA;示范工程应至少包含中压(10kV或以上)和低压两个直流电压等级，电压允许偏差控制在±10%，直流负荷容量不小于5MW;低压直流示范用电电器不少于5种，家庭交直流混合用电的居民用户不少于50户。

3.2 海上多平台互联电力系统的可靠运行关键技术研究(共性关键技术类)

研究内容：针对海上油气开采、处理及输运电力系统高可靠运行的需求，重点研究海上多平台互联电力系统的结构优化、保护控制以及仿真分析技术。主要包括：研究海上多平台互联电力系统的结构优化方法及可靠性评估方法;研究海上平台电力系统的故障模式及保护和自愈控制方法;研究海上平台综合用能管理系统;构建海上电力系统关键部件的动态模型，分析正常、过载及主要故障模式下关键部件的应力特征;海上多平台互联电力系统的应用示范。

考核指标：完成海洋环境下关键部件及系统的建模和多工况仿真分析平台，系统建模误差小于5%，仿真分析平台满足节点数不少于100个海上平台互联的电力系统，可实现工况不少于5种;海上平台的电力系统供电可靠率不低于99.9%;海上平台能源利用综合效率提高10%;海上平台电力系统互联数量5个以上，发电总容量不低于100MW。

3.3 电力系统终端嵌入式组件和控制单元安全防护技术(共性关键技术类)

研究内容：为保障电力系统和智慧能源的安全稳定运行，针对电力系统智能设备安全互联、现场移动作业需求，研究电力监控系统芯片内核、电力终端内嵌入式组件和控制单元的安全防护及检测技术。具体包括：电力监控系统芯片电路级安全防护技术;电力专用CPU及芯片和内嵌入式操作系统(Embedded Operating System);具有主动免疫能力的电力终端内嵌入式组件和控制单元;电力工控终端与嵌入式控制单元的安全监测与防渗透技术;电力系统边缘计算的安全防护技术。

考核指标：研制不少于1种满足研究内容要求的电力系统专用芯片;芯片、组件和电力嵌入式控制单元达到国密2级安全要求;成果在电力监控系统、智慧能源系统和能源计量系统中示范验证，每种验证系统的终端数不少于20个。

3.4 面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用(共性关键技术)

研究内容：为了推进“互联网+”智慧能源行动计划的实施，针对新型城镇清洁能源开发和利用的技术需求，研究能源互联网关键技术并实现工程示范。具体包括：能源互联网中能源系统架构及规划设计方法;能源系统运行优化方法与能量优化管理技术;用户个体及群体能源消费特征分析与预测方法、能源交易模式及信息支撑技术;能源互联网技术经济评价理论与评价方法;新型城镇能源互联网示范工程。

考核指标：规划设计、运行优化及信息支撑系统满足5种以上能源形式、1000个以上用户规模的新型城镇需求，源-荷可即插即用接入并协调运行;示范区域接入能源类型不少于3种，用户数不少于50个，互动电力负荷总量大于50MW。