“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

4. 多能源互补的分布式供能与微网

4.1可再生能源互补的分布式供能系统关键技术研发与示范(共性关键技术类)

研究内容：针对与可再生能源互补的分布式供能系统，提升终端能源综合利用效率，开展可再生能源与化石能源互补的分布式发电与热/冷联供技术研究，并完成集成验证示范。具体包括：具备可再生能源互补特征的分布式能源系统设计技术;利用太阳能等可再生能源制备清洁燃料并应用于发电的技术;动力余热驱动冷电联供的关键技术;多能互补与电采暖/热泵结合的热电联供技术;分布式系统全工况主动调控和优化控制技术。

考核指标：可再生能源互补发电系统发电功率不低于200kW;系统能源综合利用率不低于90%，实现0-100%全工况系统稳定运行;相对常规分布式能源系统效率提高不低于15%，相对集中式供能系统总节能率不低于30%;完成系统样机研制与集成验证示范。

4.2分布式光伏与梯级小水电互补联合发电技术研究及应用示范(应用示范类)

研究内容：研究分布式光伏与梯级小水电联合并网发电系统和变速恒频抽水蓄能技术，并实现应用示范。具体包括：梯级水光互补电站容量优化配置及接入技术;分布式光伏与梯级小水电互补系统运行特性及系统稳定性分析;梯级水光互补电站联合运行控制与智能调度技术及系统;基于变速恒频的可逆式水轮发电机组关键技术;开展梯级水光互补联合运行发电系统示范应用。

考核指标：梯级小水电数不少于3座，水电站总容量不少于100MW;光伏容量不少于30MW;抽水蓄能电站综合效率大于75%，双向变流器最大效率不小于98%;研制出水光互补电站联合控制系统和集控调度平台，实现水电、光伏、水库的优化协同控制;完成应用示范。

5. 智能电网基础支撑技术

5.1 梯次利用动力电池规模化工程应用关键技术(共性关键技术类)

研究内容：针对我国大量动力电池退役的形势，研究在智能电网中规模化工程应用的动力电池梯次利用关键技术，具体包括：退役动力电池电芯和模块的健康状态评估和残值评估技术;梯次利用动力电池快速分选和重组技术;梯次利用动力电池电、热和安全管理技术;梯次利用动力电池应用场景分析、再利用寿命评估和经济性评估技术;梯次利用动力电池再退役标准。

考核指标：提出退役动力电池电芯和模块的健康状态评估及残值评估方法; 研制出梯次利用动力电池的快速分选装置;开发退役电池梯次利用系统一套，规模不低于10 MW、能量效率不低于85%、寿命不低于3年;完成梯次利用电池储能系统工程示范验证。

5.2 高安全长寿命固态电池的基础研究(基础研究类)

研究内容：针对智能电网对本质安全、超长寿命、低成本先进储能技术的广泛需求，研究储能型固态电池的基础科学问题和关键技术。具体包括：固态电池电极与电解质关键材料体系;固态电池中热力学、动力学、界面及稳定性研究;固态电池电芯的设计和制备;固态电池在全寿命周期中的失效机制及健康状况评估;固态电池的安全性评测方法和标准。

考核指标：提出储能型固态电池的设计原理和材料体系，阐明循环过程中动力学特性及结构演化规律，研制10Ah级以上固态电池单体，循环寿命不低于15000次，服役寿命不低于20年，室温0.2C能量效率不低于90%，完成kWh级固态储能系统的样机验证。

5.3MW级先进飞轮储能关键技术研究(共性关键技术类)

研究内容：针对电网对短时高频次的储能技术需求，研究先进飞轮储能单机及阵列技术。具体包括：研究飞轮本体技术;研制低损耗高速电机及控制系统;研究高可靠性大承载力轴承系统技术;研究飞轮储能阵列的控制技术;飞轮阵列系统的集成应用技术。

考核指标：研制出先进飞轮储能单机及阵列系统样机。飞轮储能单机额定功率不低于300kW，单机储能容量不低于10MJ，能量效率不低于85%;飞轮储能阵列系统总功率不低于1MW、储能容量不低于30MJ、自耗散率不高于额定功率的2%，完成现场应用验证。

5.4 液态金属储能电池的关键技术研究(共性关键技术类)

研究内容：针对智能电网中小型分布式储能的需求，研究新型液态金属储能电池的关键技术。具体包括：高性能电极和电解质材料;电池液/液界面的稳定控制技术;电池的高温长效密封关键材料与技术;电池循环寿命及失效机制;电池成组技术及能量管理系统。

考核指标：研制200Ah以上单体，能量密度不低于150 Wh/kg;循环寿命不低于15000次;研制5kW/30kWh电池模块，0.2C能量效率不低于85%，实现样机验证。

5.5 碳化硅大功率电力电子器件及应用基础理论(基础研究类)

研究内容：面向未来智能电网对碳化硅大功率电力电子器件的需求，研究15kV碳化硅大功率IGBT器件用芯片和器件封装的应用基础理论，并完成器件性能的应用验证。具体包括：碳化硅材料性能对芯片电气特性的影响机理;提高芯片电气性能及功率的结构和方法;器件封装多芯片并联均流、电气绝缘、电磁兼容和驱动保护方法;器件的老化机理和可靠性的提升方法;器件的高压串联技术与柔性直流换流阀功率模块的应用验证。

考核指标：提出碳化硅大功率芯片和器件封装的设计方法，提出碳化硅大功率芯片和器件的可靠性评价方法;15kV碳化硅绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片电流不低于10A、器件电流不低于100A，器件串联后在不低于20kV的柔性直流换流阀功率模块中进行验证。

5.6 大容量电力电子装备多物理场综合分析及可靠性评估方法的研究(基础研究类)

研究内容：针对智能电网用电力电子装备所占比重日益增加，研究10MVA以上高密度大容量电力电子装备的可靠性评估理论和方法。具体包括：关键部件在复杂工况下的多物理场综合作用与多时间尺度交互机制;关键部件级与装备级的动态失效机理与安全运行域刻画方法;关键部件的电磁应力、温度及老化状态的在线提取方法与验证;装备的多物理场联合建模和仿真方法;装备的优化设计与可靠性评估方法。

考核指标：提出装备的多物理场联合建模和仿真方法，仿真误差小于5%;提出装备的优化设计与可靠性评估方法;建立MW级电力电子装备多物理场综合分析验证平台。