主页(http://www.cnwulian.net):“智能电网技术与装备”重点专项2018年度项目申报指南
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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
2.1 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)
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。
2.4 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: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。
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。
5.3MW级先进飞轮储能关键技术研究(共性关键技术类)
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。
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。
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。
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: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。
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)
4. 多能源互补的分布式供能与微网
3. 多元用户供需互动用电
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)。
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。
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)
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。
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。
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。
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。
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。
3.1 中低压直流配用电系统关键技术及应用(应用示范类)
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)
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)
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。