“智能電網技術與裝備”重點專項2018年度項目申報指南

2017-10-12 09:34:57 科技部　點擊量：評論 (0)

為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》，以及國務院《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》、《中國制造2025》和《關于積極推進互聯網+行動的指導意見》等提出的任務，國家重點研發計劃啟動實

2.2 超導直流能源管道的基礎研究(基礎研究類)

研究內容：為了推動超導技術在輸電和能源輸送的應用發展，開展基于天然氣等燃料的混合工質溫度的輸電/輸送燃料一體化超導能源管道的應用基礎研究和樣機的研發。具體包括：基于天然氣的混合工質的研制及其傳熱與絕緣特性;超導材料在混合工質溫度的電磁特性及其變化規律;輸電/輸送燃料一體化超導能源管道的原理和結構、熱損耗變化規律及液體燃料輸送速率對能源管道溫度分布的影響規律;輸電/輸送燃料一體化超導能源管道及其高壓電流終端的設計和制造關鍵技術、低溫高電壓絕緣技術;輸電/輸送燃料一體化超導能源管道燃料輸送的運行控制技術及試驗規范等。

考核指標：研制成基于天然氣的混合工質溫區(不低于85-90K)的輸電/輸送燃料一體化超導能源管道原理樣機，能源管道長度30米、運行電壓不小于±100kV、運行電流不低于1000A、輸送液體燃料速度大于100L/min，完成滿功率運行等系統試驗，驗證輸電/輸送燃料一體化超導能源管道應用的可行性及優越性。

2.3 互聯大電網高性能分析和態勢感知技術(共性關鍵技術類)

研究內容：綜合考慮交直流互聯大電網在線安全穩定分析的時效性、準確性和規模，研究基于廣域實測穩態/動態信息的在線建模與高性能精準仿真、態勢感知與趨勢預測技術，提高電網運行效率和安全性。具體包括：復雜電網動態潮流、拓撲和參數等多元基礎信息的一體化實時感知方法;分布分層動態設備元件集的測辨建模理論及技術;針對各種典型故障擾動的大電網在線超實時機電-電磁混合仿真技術;基于遠程終端單元(RTU)/同步相量測量裝置(PMU)等海量數據的電力系統動態特征分析、趨勢預測及可視化方法;考慮電網動態特征的電力系統在線綜合動態安全穩定評估方法。

考核指標：應用于省級或省級以上區域電網，實時感知得到的在線潮流有功功率最大相對誤差不大于2%;對不少于10000節點、含10回及以上高壓直流輸電線路的大型電力系統，同等條件下在線機電-電磁混合仿真效率不低于離線計算效率、與實測錄波擬合度90%以上;電力系統綜合動態安全穩定評估技術支持秒級的實時更新。

2.4 柔性直流電網故障電流抑制的基礎理論研究(基礎研究類)

研究內容：針對未來柔性直流電網弱阻尼帶來的故障電流快速上升問題，研究多電壓等級柔性直流電網故障電流抑制的理論與方法。具體包括：柔性直流電網網架結構、穩態與暫態潮流轉移的相互影響機理;柔性直流電網運行特性、暫態相互作用機理及故障演化規律;提高柔性直流電網故障電流抑制能力的電力電子裝置拓撲及其控制策略;計及故障電流抑制裝置的柔性直流電網故障電流協同抑制方法;柔性直流電網裝置建模與數字-物理混合模擬方法。

考核指標：提出柔性直流電網故障電流抑制的理論與方法;建立具備故障電流抑制能力的電壓源換流器、直流斷路器、直流限流器、直流變壓器、潮流控制器等裝置的物理模型;建成柔性直流電網數字-物理混合模擬系統，其中數字模擬系統包含至少15端模塊化多電平柔性直流換流站，物理模擬系統包含至少6端模塊化多電平柔性直流換流站和至少3種具備故障電流抑制能力的電力電子裝置，通過綜合抑制措施可將直流電網最大故障電流降低30%以上。

3. 多元用戶供需互動用電

3.1 中低壓直流配用電系統關鍵技術及應用(應用示范類)

研究內容：為突破中低壓直流配用電系統關鍵技術瓶頸，攻克多電壓等級直流配用電系統安全穩定運行難題，提高系統運行效率和供電可靠性，開展中低壓直流配用電系統關鍵裝備和技術研究，并完成示范驗證。具體包括：研究適應不同應用場景的直流配用電系統電壓等級序列及典型供用電模式;研發滿足中低壓直流配用電系統要求的直流斷路器、直流計量和保護用傳感器等關鍵設備;研究多換流器并網及多電壓等級直流配用電系統的優化運行控制策略;研究多電壓等級直流配用電系統保護方法與關鍵技術;開展技術集成化示范應用。

考核指標：直流斷路器額定電壓不小于10kV，開斷電流不小于10kA;示范工程應至少包含中壓(10kV或以上)和低壓兩個直流電壓等級，電壓允許偏差控制在±10%，直流負荷容量不小于5MW;低壓直流示范用電電器不少于5種，家庭交直流混合用電的居民用戶不少于50戶。

3.2 海上多平臺互聯電力系統的可靠運行關鍵技術研究(共性關鍵技術類)

研究內容：針對海上油氣開采、處理及輸運電力系統高可靠運行的需求，重點研究海上多平臺互聯電力系統的結構優化、保護控制以及仿真分析技術。主要包括：研究海上多平臺互聯電力系統的結構優化方法及可靠性評估方法;研究海上平臺電力系統的故障模式及保護和自愈控制方法;研究海上平臺綜合用能管理系統;構建海上電力系統關鍵部件的動態模型，分析正常、過載及主要故障模式下關鍵部件的應力特征;海上多平臺互聯電力系統的應用示范。

考核指標：完成海洋環境下關鍵部件及系統的建模和多工況仿真分析平臺，系統建模誤差小于5%，仿真分析平臺滿足節點數不少于100個海上平臺互聯的電力系統，可實現工況不少于5種;海上平臺的電力系統供電可靠率不低于99.9%;海上平臺能源利用綜合效率提高10%;海上平臺電力系統互聯數量5個以上，發電總容量不低于100MW。

3.3 電力系統終端嵌入式組件和控制單元安全防護技術(共性關鍵技術類)

研究內容：為保障電力系統和智慧能源的安全穩定運行，針對電力系統智能設備安全互聯、現場移動作業需求，研究電力監控系統芯片內核、電力終端內嵌入式組件和控制單元的安全防護及檢測技術。具體包括：電力監控系統芯片電路級安全防護技術;電力專用CPU及芯片和內嵌入式操作系統(Embedded Operating System);具有主動免疫能力的電力終端內嵌入式組件和控制單元;電力工控終端與嵌入式控制單元的安全監測與防滲透技術;電力系統邊緣計算的安全防護技術。

考核指標：研制不少于1種滿足研究內容要求的電力系統專用芯片;芯片、組件和電力嵌入式控制單元達到國密2級安全要求;成果在電力監控系統、智慧能源系統和能源計量系統中示范驗證，每種驗證系統的終端數不少于20個。

3.4 面向新型城鎮的能源互聯網關鍵技術及應用(共性關鍵技術)

研究內容：為了推進“互聯網+”智慧能源行動計劃的實施，針對新型城鎮清潔能源開發和利用的技術需求，研究能源互聯網關鍵技術并實現工程示范。具體包括：能源互聯網中能源系統架構及規劃設計方法;能源系統運行優化方法與能量優化管理技術;用戶個體及群體能源消費特征分析與預測方法、能源交易模式及信息支撐技術;能源互聯網技術經濟評價理論與評價方法;新型城鎮能源互聯網示范工程。

考核指標：規劃設計、運行優化及信息支撐系統滿足5種以上能源形式、1000個以上用戶規模的新型城鎮需求，源-荷可即插即用接入并協調運行;示范區域接入能源類型不少于3種，用戶數不少于50個，互動電力負荷總量大于50MW。