為落實《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，以及國務院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》、《中國制造2025》和《關于積*推進“互聯網+”行動的指導意見》等提出的任務，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“智能電網技術與裝備”重點專項。根據本重點專項實施方案的部署，現發(fā)布2018年度項目咨詢指南。

本重點專項總體目標是：持續(xù)推動智能電網技術創(chuàng)新、支撐能源結構清潔化轉型和能源消費革命。從基礎研究、重大共性關鍵技術研究到典型應用示范全鏈條布局，實現智能電網關鍵裝備國產化。到2020年，實現我國在智能電網技術領域整體處于國際引領地位。

本重點專項按照大規(guī)?？稍偕茉床⒕W消納、大電網柔性互聯、多元用戶供需互動用電、多能源互補的分布式供能與微網、智能電網基礎支撐技術5個創(chuàng)新鏈（技術方向），共部署23個重點研究任務。專項實施周期為5年（2016-2020年）。

2016年本重點專項在5個技術方向已啟動17個研究任務的19個項目，2017年本重點專項在5個技術方向已啟動18個研究任務的20個項目。2018年，在5個技術方向啟動19個研究任務，擬支持19-38個項目，擬安排國撥經費總概算為4.63億元。凡企業(yè)牽頭的項目須自籌經費，自籌經費總額與國撥經費總額比例不低于1：1。

項目咨詢統(tǒng)一按指南二級標題（如1.1）的研究方向進行。除特殊說明外，擬支持項目數均為1-2項。項目實施周期不超過3年。申報項目的研究內容須涵蓋該二級標題下指南所列的全部考核指標。項目下設課題數原則上不超過5個，每個課題參研單位原則上不超過5個。項目設1名項目負責人，項目中每個課題設1名課題負責人。

指南中“擬支持項目數為1-2項”是指：在同一研究方向下，當出現申報項目評審結果前兩位評分評價相近、技術路線明顯不同的情況時，可同時支持這2個項目。2個項目將采取分兩個階段支持的方式。*一階段完成后將對2個項目執(zhí)行情況進行評估，根據評估結果確定后續(xù)支持方式。

1. 大規(guī)模可再生能源并網消納

1.1 大容量風電機組電網友好型控制技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對我國大規(guī)模風電接入后電網的安全穩(wěn)定運行需求，研究大容量風電機組的電網友好型發(fā)電控制技術。具體包括：典型雙饋和直驅風機寬頻動態(tài)特性及量化分析方法；風力發(fā)電機組對電網慣量和一次調頻支撐的優(yōu)化控制技術；風力發(fā)電在電網次/超同步頻率的動態(tài)特性優(yōu)化控制技術；電網故障暫態(tài)過程中風力發(fā)電設備支撐電網電壓和頻率的優(yōu)化控制技術；不同電網運行條件下風力發(fā)電機組的載荷分析及穩(wěn)定優(yōu)化控制。

考核指標：風電機組單機容量不低于2MW，慣量支撐響應速度≤200ms，一次調頻支撐持續(xù)時間≥5min，有功支撐能力不低于10%Pn；耐受1.3pu持續(xù)500ms的暫態(tài)過電壓；主動阻尼控制同時覆蓋低頻段、次/超同步頻率段，完成風電機組的并網性能驗證和示范應用。

1.2 分布式光伏多端口接入直流配電系統(tǒng)關鍵技術和裝備（共性關鍵技術類）

研究內容：為提高規(guī)模化、高滲透率分布式光伏并網消納能力，研究分布式光伏多端口接入直流配電系統(tǒng)的集成優(yōu)化技術及裝備，建立分布式光伏直流并網實證系統(tǒng)。具體包括：分布式光伏直流變換器的拓撲結構、參數、與系統(tǒng)的相互影響；中壓或低壓直流并網的分布式光伏系統(tǒng)集成和工程設計技術；中、低壓光伏直流變換器研制；含高比例分布式光伏的直流配電系統(tǒng)控制、保護和運行技術；MW級實證平臺總體方案、關鍵技術及裝備實證研究。

考核指標：建立分布式光伏接入直流配電系統(tǒng)實證平臺，光伏裝機容量不低于1MW，直流電壓等級±10kV；分布式光伏直流變換器功率不低于50kW，*大效率不低于97%，光伏側直流電壓450V~850V，網側電壓穩(wěn)態(tài)誤差小于1%;系統(tǒng)控制和保護裝置通信延時≤10ms，保護*快動作時間≤1ms。

1.3促進可再生能源消納的風電/光伏發(fā)電功率預測技術及應用（共性關鍵技術類）

研究內容：為提升我國風電/光伏等新能源發(fā)電功率預測水平，提高預測結果在可再生能源發(fā)電調度中的應用程度，促進可再生能源消納，研究面向電力生產部門和風電/光伏場站的一體化功率預測和優(yōu)化調度技術。具體包括：針對中長期調度的電量預測和考慮風電/光伏發(fā)電季節(jié)性及隨機性的年月調度方法；針對日前日內短期調度的概率預測技術和多空間尺度短期功率預測技術；考慮資源關聯性等因素的風電/光伏超短期功率預測技術；考慮預測不確定性的風電/光伏風險調度決策方法；應對風險的備用容量優(yōu)化配置與緊急控制技術。

考核指標：研發(fā)風電/光伏功率集中預測平臺，預報空間分辨率小于5km；短期功率預測長度不小于5天；省級新能源集群的日前預測精度大于90%，超短期預測精度大于95%；概率預測可實現不同置信度下的誤差帶的預測。

2. 大電網柔性互聯

2.1 500kV及以上電壓等級經濟型高壓交流限流器的研制（共性關鍵技術類）

研究內容：面向我國高壓交流電網的短路故障電流超標問題，開展經濟型高壓交流限流器技術研究。具體包括：高壓交流限流器的電路拓撲結構和高電壓絕緣、電磁兼容、動熱穩(wěn)定性等的設計；限流器的大容量通流、快速開關和動作等關鍵部件的制造技術；電網的短路故障檢測與快速辨識技術；限流器的運行控制和保護技術，以及限流器與斷路器的匹配與協(xié)調運行技術；限流器的試驗技術及相關標準規(guī)范。

考核指標：完成電壓等級不低于500kV的經濟型高壓交流限流器樣機的設計和制造，樣機能將預期短路電流降低35%及以上、穩(wěn)態(tài)運行損耗≤0.1%、故障響應時間≤20ms，完成型式試驗并形成相關技術規(guī)范和標準。

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(fā)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(fā)。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(guī)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(guī)律及液體燃料輸送速率對能源管道溫度分布的影響規(guī)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(guī)范等。

考核指標：研制成基于天然氣的混合工質溫區(qū)（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(tǒng)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(yōu)越性。

2.3 互聯大電網高性能分析和態(tài)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(wěn)定分析的時效性、準確性和規(guī)模，研究基于廣域實測穩(wěn)態(tài)/動態(tài)信息的在線建模與高性能精準仿真、態(tài)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(tài)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(tài)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(tǒng)動態(tài)特征分析、趨勢預測及可視化方法；考慮電網動態(tài)特征的電力系統(tǒng)在線綜合動態(tài)安全穩(wěn)定評估方法。

考核指標：應用于省級或省級以上區(qū)域電網，實時感知得到的在線潮流有功功率*大相對誤差不大于2%；對不少于10000節(jié)點、含10回及以上高壓直流輸電線路的大型電力系統(tǒng)，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(tǒng)綜合動態(tài)安全穩(wěn)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(wěn)態(tài)與暫態(tài)潮流轉移的相互影響機理；柔性直流電網運行特性、暫態(tài)相互作用機理及故障演化規(guī)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(xié)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(tǒng)，其中數字模擬系統(tǒng)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(tǒng)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*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(tǒng)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(tǒng)關鍵技術瓶頸，攻克多電壓等級直流配用電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行難題，提高系統(tǒng)運行效率和供電可靠性，開展中低壓直流配用電系統(tǒng)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(tǒng)電壓等級序列及典型供用電模式；研發(fā)滿足中低壓直流配用電系統(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)化運行控制策略；研究多電壓等級直流配用電系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)高可靠運行的需求，重點研究海上多平臺互聯電力系統(tǒng)的結構優(yōu)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(tǒng)的結構優(yōu)化方法及可靠性評估方法；研究海上平臺電力系統(tǒng)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(tǒng)；構建海上電力系統(tǒng)關鍵部件的動態(tài)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(tǒng)的應用示范。

考核指標：完成海洋環(huán)境下關鍵部件及系統(tǒng)的建模和多工況仿真分析平臺，系統(tǒng)建模誤差小于5%，仿真分析平臺滿足節(jié)點數不少于100個海上平臺互聯的電力系統(tǒng)，可實現工況不少于5種；海上平臺的電力系統(tǒng)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(tǒng)互聯數量5個以上，發(fā)電總容量不低于100MW。

3.3 電力系統(tǒng)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(tǒng)和智慧能源的安全穩(wěn)定運行，針對電力系統(tǒng)智能設備安全互聯、現場移動作業(yè)需求，研究電力監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)（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(jiān)測與防滲透技術；電力系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)、智慧能源系統(tǒng)和能源計量系統(tǒng)中示范驗證，每種驗證系統(tǒng)的終端數不少于20個。

3.4 面向新型城鎮(zhèn)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(zhèn)清潔能源開發(fā)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(tǒng)架構及規(guī)劃設計方法；能源系統(tǒng)運行優(yōu)化方法與能量優(yōu)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(zhèn)能源互聯網示范工程。

考核指標：規(guī)劃設計、運行優(yōu)化及信息支撐系統(tǒng)滿足5種以上能源形式、1000個以上用戶規(guī)模的新型城鎮(zhèn)需求，源-荷可即插即用接入并協(xié)調運行；示范區(qū)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。

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(tǒng)關鍵技術研發(fā)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(tǒng)，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(fā)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)全工況主動調控和優(yōu)化控制技術。

考核指標：可再生能源互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率不低于200kW；系統(tǒng)能源綜合利用率不低于90%，實現0-100%全工況系統(tǒng)穩(wěn)定運行；相對常規(guī)分布式能源系統(tǒng)效率提高不低于15%，相對集中式供能系統(tǒng)總節(jié)能率不低于30%；完成系統(tǒng)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(fā)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(fā)電系統(tǒng)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(yōu)化配置及接入技術；分布式光伏與梯級小水電互補系統(tǒng)運行特性及系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)；基于變速恒頻的可逆式水輪發(fā)電機組關鍵技術；開展梯級水光互補聯合運行發(fā)電系統(tǒng)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*大效率不小于98%；研制出水光互補電站聯合控制系統(tǒng)和集控調度平臺，實現水電、光伏、水庫的優(yōu)化協(xié)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(guī)?；こ虘藐P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(guī)?；こ虘玫膭恿﹄姵靥荽卫藐P鍵技術，具體包括：退役動力電池電芯和模塊的健康狀態(tài)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(tài)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(fā)退役電池梯次利用系統(tǒng)一套，規(guī)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(tǒng)工程示范驗證。

5.2 高安全長壽命固態(tài)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(tài)電池的基礎科學問題和關鍵技術。具體包括：固態(tài)電池電*與電解質關鍵材料體系；固態(tài)電池中熱力學、動力學、界面及穩(wěn)定性研究；固態(tài)電池電芯的設計和制備；固態(tài)電池在全壽命周期中的失效機制及健康狀況評估；固態(tài)電池的安全性評測方法和標準。

考核指標：提出儲能型固態(tài)電池的設計原理和材料體系，闡明循環(huán)過程中動力學特性及結構演化規(guī)律，研制10Ah級以上固態(tài)電池單體，循環(huán)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(tài)儲能系統(tǒng)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(tǒng)；研究高可靠性大承載力軸承系統(tǒng)技術；研究飛輪儲能陣列的控制技術；飛輪陣列系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tài)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(tài)金屬儲能電池的關鍵技術。具體包括：高性能電*和電解質材料；電池液/液界面的穩(wěn)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(huán)壽命及失效機制；電池成組技術及能量管理系統(tǒng)。

考核指標：研制200Ah以上單體，能量密度不低于150 Wh/kg；循環(huán)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*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(tài)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(tài)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(yōu)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(yōu)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。

 

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