我国电网未来15年发展方向及能源互联网发展的关键点

日期:2016-04-25

来源:北极星输配电网整理


现代电网关键技术创新


(一)战略方向


  1.基础设施和装备。重点在柔性直流输配电、无线电能传输、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技术,以及用于电力设备的新型绝缘介质与传感材料、高温超导材料等方面开展研发与攻关。


  2.信息通信。重点在电力系统量子通信技术应用、电力设备在线监测先进传感技术、高效电力线载波通信、推动电力系统与信息系统深度融合等方面开展研发与攻关。


  3.智能调控。重点在可再生能源并网、主动配电网技术、大电网自适应/自恢复安全稳定技术、适应可再生能源接入的智能调度运行、电力市场运营、复杂大电网系统安全稳定等方面开展研发与攻关。


(二)创新目标


  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;突破电力系统全局协调调控技术,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年目标。柔性直流输配电技术、新型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达到国际先进水平。突破高温超导材料关键技术和工艺。形成适合电网运行要求的低成本、量子级的通信安全工程应用技术解决方案,实现规模化应用。微电网/局域网与大电网相互协调技术、源-网-荷协调智能调控技术获得充分应用。


  3.2050年展望。无线输电技术得到应用,电网的系统、设备、通信、控制等技术引领国际先进水平,完全掌握材料、核心器件、装备和系统成套技术。完全解决可再生能源和分布式电源并网消纳问题。建成世界领先的、安全高效的、绿色环保的现代电网。


(三)创新行动


  1.先进输变电装备技术。研发高可靠性、环保安全(难燃、低噪声)、低损耗、智能化及紧凑化的变压器;研制高电压、大电流、高可靠性和选相控制的替代SF6的新型气体介质断路器及真空和固态断路器,并开展示范应用;研制安全高效的新型限流器;突破高压海底电力电缆的制造和敷设技术,研发新型电缆材料、先进附件;研发高质量在线监测/检测装备和系统。


  2.直流电网技术。研究直流电网架构及运行控制技术,建立直流电网技术装备标准体系;开展新型电压源型换流器、直流断路器、直流变压器、直流电缆、直流电网控制保护等核心设备研发和工程化;建设包含大规模负载群、集中/分布式新能源、大规模储能在内的直流电网示范工程。


  3.电动汽车无线充电技术。以电动汽车无线充电为突破点和应用对象,研发高效率、低成本的无线电能传输系统,实现即停即充,甚至在行驶中充电。形成电动汽车无线充电技术标准体系,研究电动汽车无线充电场站的负荷管理,建设电动汽车无线充电场站示范工程。


  4.新型大容量高压电力电子元器件及系统集成。研究先进电力电子元器件及应用;开展新一代大容量、高电压电力电子器件的材料研发和关键工艺技术研究;研发用于高电压、大容量直流断路器和断路保护器的高性能电力电子器件;建设高水平生产线,提高质量、降低成本,推进国产化。研究高压大容量固态电力电子变压器、大容量双向/多向换流器、多功能并网逆变器、智能开关固态断路器、固态电源切换开关、软常开开关设备。


  5.高温超导材料。研究高温超导基础理论、各系材料配方及制备工艺;开展面向超导电力装备的应用型超导材料研究;推动高温超导材料的实用化,并研究其成套工程技术;开展高温超导在超导电缆、变压器、限流器、超导电机等领域的示范和应用。


  6.信息通信安全技术。研究电力线频谱资源动态、高效地感知与使用;研究降低对已有通信业务干扰的关键技术,形成宽带电力线通信技术标准体系。建设能源互联网量子安全通信技术与常规网络融合应用示范,提出电网量子安全通信加密理论、量子通信协议及量子安全通信与经典网络通信融合的模型。形成适合我国电网量子安全通信要求的低成本、量子级安全可靠的通信技术解决方案。采用低功耗通用无线通信技术,实现电网末端海量信息的采集和传输。


  7.高效电力线载波通信技术。研究进一步提高电力线载波通信频谱效率的通信方式,提高工作带宽并充分考虑利用电力线三相之间形成的多输入多输出构架,使电力线载波通讯系统物理层的传输速率达到Gbps;使电力线通信应用范围扩展到包括互联网接入、家庭联网、家庭智能控制、新能源监控及电力安全生产等众多领域。


  8.可再生能源并网与消纳技术。制定大规模清洁能源发电系统并网接入技术标准和规范。研究并实现基于天气数据的可再生能源发电精确预测。研发并推广增强可再生能源并网能力的储能、多能源互补运行与控制、微电网、可再生能源热电联产等技术。发挥电力大数据和电力交易平台在促进可再生能源并网和消纳中的作用。实现电网和可再生能源电源之间的高度融合,促进可再生能源高效、大容量的分布式接入及消纳。


  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、高效精确的电力系统仿真技术;加强电网大面积停电的在线/实时预警和评估技术研究。


  10.全局协调调控技术。研究大规模风电/光伏接入的输电网与含高比例分布式可再生能源的配电网之间协调互动的建模分析、安全评估、优化调度与运行控制技术,建立多种特性发电资源并存模式下的输配协同运行控制模式;针对未来电网中多决策主体、多电网形态特点,构建具有高度适应性的调度运行控制体系,开展“分布自律-互动协调”的源-网-荷协同的能量管理技术研发与示范应用。

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