“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

4. 多能源互補的分布式供能與微網

4.1可再生能源互補的分布式供能系統關鍵技術研發與示范(共性關鍵技術類)

研究內容：針對與可再生能源互補的分布式供能系統，提升終端能源綜合利用效率，開展可再生能源與化石能源互補的分布式發電與熱/冷聯供技術研究，并完成集成驗證示范。具體包括：具備可再生能源互補特征的分布式能源系統設計技術;利用太陽能等可再生能源制備清潔燃料并應用于發電的技術;動力余熱驅動冷電聯供的關鍵技術;多能互補與電采暖/熱泵結合的熱電聯供技術;分布式系統全工況主動調控和優化控制技術。

考核指標：可再生能源互補發電系統發電功率不低于200kW;系統能源綜合利用率不低于90%，實現0-100%全工況系統穩定運行;相對常規分布式能源系統效率提高不低于15%，相對集中式供能系統總節能率不低于30%;完成系統樣機研制與集成驗證示范。

4.2分布式光伏與梯級小水電互補聯合發電技術研究及應用示范(應用示范類)

研究內容：研究分布式光伏與梯級小水電聯合并網發電系統和變速恒頻抽水蓄能技術，并實現應用示范。具體包括：梯級水光互補電站容量優化配置及接入技術;分布式光伏與梯級小水電互補系統運行特性及系統穩定性分析;梯級水光互補電站聯合運行控制與智能調度技術及系統;基于變速恒頻的可逆式水輪發電機組關鍵技術;開展梯級水光互補聯合運行發電系統示范應用。

考核指標：梯級小水電數不少于3座，水電站總容量不少于100MW;光伏容量不少于30MW;抽水蓄能電站綜合效率大于75%，雙向變流器最大效率不小于98%;研制出水光互補電站聯合控制系統和集控調度平臺，實現水電、光伏、水庫的優化協同控制;完成應用示范。

5. 智能電網基礎支撐技術

5.1 梯次利用動力電池規模化工程應用關鍵技術(共性關鍵技術類)

研究內容：針對我國大量動力電池退役的形勢，研究在智能電網中規模化工程應用的動力電池梯次利用關鍵技術，具體包括：退役動力電池電芯和模塊的健康狀態評估和殘值評估技術;梯次利用動力電池快速分選和重組技術;梯次利用動力電池電、熱和安全管理技術;梯次利用動力電池應用場景分析、再利用壽命評估和經濟性評估技術;梯次利用動力電池再退役標準。

考核指標：提出退役動力電池電芯和模塊的健康狀態評估及殘值評估方法; 研制出梯次利用動力電池的快速分選裝置;開發退役電池梯次利用系統一套，規模不低于10 MW、能量效率不低于85%、壽命不低于3年;完成梯次利用電池儲能系統工程示范驗證。

5.2 高安全長壽命固態電池的基礎研究(基礎研究類)

研究內容：針對智能電網對本質安全、超長壽命、低成本先進儲能技術的廣泛需求，研究儲能型固態電池的基礎科學問題和關鍵技術。具體包括：固態電池電極與電解質關鍵材料體系;固態電池中熱力學、動力學、界面及穩定性研究;固態電池電芯的設計和制備;固態電池在全壽命周期中的失效機制及健康狀況評估;固態電池的安全性評測方法和標準。

考核指標：提出儲能型固態電池的設計原理和材料體系，闡明循環過程中動力學特性及結構演化規律，研制10Ah級以上固態電池單體，循環壽命不低于15000次，服役壽命不低于20年，室溫0.2C能量效率不低于90%，完成kWh級固態儲能系統的樣機驗證。

5.3MW級先進飛輪儲能關鍵技術研究(共性關鍵技術類)

研究內容：針對電網對短時高頻次的儲能技術需求，研究先進飛輪儲能單機及陣列技術。具體包括：研究飛輪本體技術;研制低損耗高速電機及控制系統;研究高可靠性大承載力軸承系統技術;研究飛輪儲能陣列的控制技術;飛輪陣列系統的集成應用技術。

考核指標：研制出先進飛輪儲能單機及陣列系統樣機。飛輪儲能單機額定功率不低于300kW，單機儲能容量不低于10MJ，能量效率不低于85%;飛輪儲能陣列系統總功率不低于1MW、儲能容量不低于30MJ、自耗散率不高于額定功率的2%，完成現場應用驗證。

5.4 液態金屬儲能電池的關鍵技術研究(共性關鍵技術類)

研究內容：針對智能電網中小型分布式儲能的需求，研究新型液態金屬儲能電池的關鍵技術。具體包括：高性能電極和電解質材料;電池液/液界面的穩定控制技術;電池的高溫長效密封關鍵材料與技術;電池循環壽命及失效機制;電池成組技術及能量管理系統。

考核指標：研制200Ah以上單體，能量密度不低于150 Wh/kg;循環壽命不低于15000次;研制5kW/30kWh電池模塊，0.2C能量效率不低于85%，實現樣機驗證。

5.5 碳化硅大功率電力電子器件及應用基礎理論(基礎研究類)

研究內容：面向未來智能電網對碳化硅大功率電力電子器件的需求，研究15kV碳化硅大功率IGBT器件用芯片和器件封裝的應用基礎理論，并完成器件性能的應用驗證。具體包括：碳化硅材料性能對芯片電氣特性的影響機理;提高芯片電氣性能及功率的結構和方法;器件封裝多芯片并聯均流、電氣絕緣、電磁兼容和驅動保護方法;器件的老化機理和可靠性的提升方法;器件的高壓串聯技術與柔性直流換流閥功率模塊的應用驗證。

考核指標：提出碳化硅大功率芯片和器件封裝的設計方法，提出碳化硅大功率芯片和器件的可靠性評價方法;15kV碳化硅絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)芯片電流不低于10A、器件電流不低于100A，器件串聯后在不低于20kV的柔性直流換流閥功率模塊中進行驗證。

5.6 大容量電力電子裝備多物理場綜合分析及可靠性評估方法的研究(基礎研究類)

研究內容：針對智能電網用電力電子裝備所占比重日益增加，研究10MVA以上高密度大容量電力電子裝備的可靠性評估理論和方法。具體包括：關鍵部件在復雜工況下的多物理場綜合作用與多時間尺度交互機制;關鍵部件級與裝備級的動態失效機理與安全運行域刻畫方法;關鍵部件的電磁應力、溫度及老化狀態的在線提取方法與驗證;裝備的多物理場聯合建模和仿真方法;裝備的優化設計與可靠性評估方法。

考核指標：提出裝備的多物理場聯合建模和仿真方法，仿真誤差小于5%;提出裝備的優化設計與可靠性評估方法;建立MW級電力電子裝備多物理場綜合分析驗證平臺。

原標題:“智能電網技術與裝備”重點專項2018年度項目申報指南