发电和输配电技术领域的优化方案

我国电力稳定供给主要依靠火力发电、水力发电。电网支撑了电力安全输送、电力电量平衡和用户的可靠使用。先进的发电和输配电技术是保证我国电力工业健康、可持续发展的重要基础。

在发电与输配电技术领域中，确定高效、节能、环保的火力发电技术，先进、生态友好的水力发电技术，大容量、远距离输电技术，间歇式电源并网与储能技术和智能化电网技术等5个能源应用技术和工程示范重大专项，其中，规划7项重大技术研究、7项重大技术装备、10项重大示范工程和13个技术创新平台（见图4）。

1.高效、节能、环保的火力发电

（略）

2.先进、生态友好的水力发电

（略）

3.大容量、远距离输电

（略）

4.间歇式电源并网与储能

研究各类电源运行控制特性和机网协调技术，提出接纳大规模风力发电、太阳能发电等间歇式电源的电网新技术，掌握适用于大规模间歇式电源并网的输变电和储能技术。

5.大规模间歇式电源并网技术

目标：掌握大规模间歇式电源的集中接入、送出关键技术，掌握多能源互补发电系统的规划、设计、制造、运行控制与能量管理等关键技术，解决间歇式电源并网和输配电的技术瓶颈。

图4 发电与输配电技术路线图

研究内容：大规模间歇式电源集中接入电网的保护与控制技术；间歇式电源集中送出的规划及输电技术，包括大规模间歇式电源的高压直流送出技术、海上风电场直流输电技术、基于随机性的间歇式电源接入规划技术、基于风险评估的间歇式电源可靠性评价技术和多能源互补发电系统并网及联合调度技术、间歇式电源发电功率预测与优化调度技术。

起止时间：2011～2015年

6.大容量快速储能装置

（1）10MW级大规模超临界空气储能装置

目标：研发自主知识产权的大规模超临界空气储能系统和核心部件，完成超大规模超临界空气储能系统集成验证平台建设与系统验证，掌握10MW级超临界空气储能系统的制造技术。

研究内容：系统的总体设计与分析；超临界条件下蓄热（冷）/换热器的流动与传热、单螺杄式等超宽负荷压缩机和多级高负荷向心式透平、大规模超临界空气储能系统的集成与验证；大规模储能系统与电网的集成控制技术、储能系统及核心部件制造技术。

起止时间：2011～2015年

（2）MW级飞轮储能系统及飞轮阵列

目标：实现大容量飞轮储能装备核心部件制造和系统集成的国产化，实现100kW级飞轮储能装置和MW级飞轮储能阵列应用。

研究内容：高速飞轮储能装置核心技术包括高速飞轮转子材料、转子动力学、高速大功率电动/发电机、高速微损耗轴承技术、功率控制调节技术、真空密封技术、飞轮储能装置整机和部件实验台及实验件等；多飞轮储能单元并联运行的飞轮阵列技术；飞轮储能应用于电力系统、可再生能源发电和轨道交通等的协调控制技术。

起止时间：2011～2017年

（3）MW级超级电容器储能装置

目标：实现MW级超级电容器储能装置国产化，实现在智能电网电能质量控制、平抑可再生能源发电输出功率波动等方面规模应用。

研究内容：新型电极材料、电解质材料和新体系超级电容器等；超级电容器模块化技术；超级电容器储能装置与电网间相互影响等系统集成的关键技术。

起止时间：2011～2017年

（4）MW级超导储能系统

目标：研发1～10MW超导储能系统关键装置，实现并网运行；形成超导储能系列自主知识产权。

研究内容：快速充放电超导磁体系统的优化设计和制造；电力电子系统的设计和制造；快速测量控制和在线检测系统；超导储能系统的集成和并网技术；超导储能系统在风电场的中优化控制策略和分布式超导储能系统在大规模风力发电场中的优化配置等。

起止时间：2011～2018年

（5）MW级钠硫电池储能系统

目标：研发适合规模化核心材料及电池的低成本制造技术，实现大容量储能钠硫电池的国产化。

研究内容：低成本连续化电解质陶瓷制造技术以及批量化电池组合与组装技术；大功率电池模块的热效应与热平衡技术；电池管理系统（BMS）与MW级过程控制系统（PCS）的耦合特性；MW级储能系统稳定可再生能源发电的并网运行策略设计及运行试验。

起止时间：2011～2015年(www.xing528.com)

（6）MW级液流储能电池系统

目标：研制20kW级液流储能电池模块，集成、制造输出功率为MW级的液流储能电池系统。

研究内容：20kW级电池模块结构设计、过程强化、工程放大与制造技术；MW级电池系统集成技术、运行控制策略和BMS；电池模块及电池系统批量化制造技术；液流储能电池产业化生产装备；液流储能电池系统耦合及控制技术及MW级电池系统在太阳能光伏发电、风力发电、备用电站等领域的应用。

起止时间：2011～2015年

7.大规模间歇式电源并网输变电示范工程

目标：建设大规模间歇式电源接入电网的输变电示范工程，为间歇式电源接入电网积累经验。

研究内容：间歇式电源并网的输电技术；电能质量监测与控制技术；系统安全稳定控制技术；优化调度技术；区域控制策略；分频输电技术在工程中应用的可行性；技术先进合理、运行安全可靠的接入系统方案和输变电工程建设方案及其工程应用。

起止时间：2011～2015年

8.新能源接入设备研发平台

目标：突破大功率风电变流装置、光电逆变装置、惯性储能系统、新能源发电接入控制和能量管理等关键核心技术，实现技术的工程化和产业化；建成具有国际先进水平的新能源接入研究基地。

建设与研发内容：风力发电变流装置实验平台；太阳能光伏发电系统实验平台；大容量惯性储能系统实验平台；新能源发电接入能量控制与管理技术实验平台；3MW和500kW级风力发电接入变流器实验研究系统；全功率型光伏发电逆变器实验研究系统；惯性储能系统充放电试验装置；电工材料电磁性能试验测试装置；MW级高速电动/发电机及能量变换器试验装置。

9.大型风电并网系统研发平台

目标：建立完善的风电并网仿真研发平台，为研究大规模风电并网问题提供技术手段；掌握风电机组试验检测和风电场并网检测技术，为开展风电机组型式认证和风电入网检测提供技术支持；建设国家级风电试验基地，满足开展风电机组检测认证的要求。

建设与研发内容：风电基础研究，包括风电仿真研究平台、风能实时监测和风电功率预测研究平台、风电调度决策支持研究平台的建设；移动式风电检测技术，包括风电机组特性检测技术和风电场并网特性检测技术；试验基地建设，重点是风/光/储联合发电试验系统开发、风/光/储系统协调运行、黑启动以及电池储能系统平稳风电机组（集群）输出技术。

10.储能技术研发平台

目标：开展空气储能及新型储能电池的关键技术、关键材料和关键装备研究和系统集成，加速创新成果的工程化和产业化，建立相应的研发、综合测试和工程化验证平台；参与制订和完善相关行业标准和规范，建成为储能技术国际合作与交流的平台。

建设与研发内容：设计开发超宽负荷高效压缩机、大规模蓄热系统和高负荷多级透平，完成1～100MW级先进空气储能系统集成示范；突破液流储能电池高性能、低成本离子交换膜工程化、批量化制备技术；开发MW以上级液流储能电池系统集成技术、管理控制和保护技术。形成储能技术的自主知识产权体系，参与制定相关国家标准。

11.智能化电网

研究智能化电网支撑技术，形成面向用户的智能化全新服务功能；开展分布式电源接入、集中/分散式储能等关键技术的研究和应用；研究智能用电关键技术，建设智能化用户管理与双向互动平台。

（1）智能化电网技术

目标：掌握智能化输电、配电、用电以及智能化调度系统关键技术，实现电网安全、有效自愈以及广域信息优化控制，建立友好开放、灵活接入的接入系统。

研究内容：大规模互联电网智能化调度技术；大规模互联电网安全保障技术；基于广域信息的控制保护一体化技术；智能变电站技术；提高配电网可靠性和供电能力的运行控制技术；分布式电源、储能装置、电动汽车充电站等的接入技术；柔性交直流输电技术；智能化配电网快速仿真技术；智能化配电网统一数据采集融合、海量信息处理及系统应用集成技术；配电网自愈控制及电能质量智能监测技术；改善配电网电能质量的柔性配电技术；智能化用电高级量测体系及双向互动营销运行模式和支撑技术；智能用电安全认证和信息加密技术。

起止时间：2011～2015年

（2）智能化输变电设备

目标：实现信息采集、传输、处理、输出、执行过程完全数字化、智能化，一次设备间的数字化通信及智能化装置之间的互操作以及设备状态的全面监测。

研究内容：变压器、开关等一次设备智能化监测与诊断装置及其与一次设备的集成技术；设备的在线状态监测和数据的数字化传输技术；基于纯光学的电子式互感器设备；变电站一次设备、控制保护和自动化系统的状态检修技术及可靠性评估技术；输电线路状态监测装置及数据传输技术；输电线路状态检修及可靠性评估技术。

起止时间：2011～2020年

（3）智能电网示范工程

目标：在一定区域内建成智能电网，为智能电网的推广积累经验，推动智能化设备技术规范和相应标准的制定。

研究内容：研发分布式能源集群接入智能微电网技术；选择适当区域内的变电站和相关线路作为试点工程，采用先进的智能化调度系统和变电站智能化一次设备，实现灵活控制；输电线路使用先进测量传感技术，开展运行状态和覆冰、大风等线路微气象环境的综合监测；建立城市中心区域内的智能化配电网。

起止时间：2012～2016年

（4）智能电网技术研发平台

目标：掌握智能电网模式、技术路线及智能电网关键技术，促进智能电网技术进步和健康发展；完善和加强智能电网技术研发和试验检测体系，成为国内国际智能电网关键设备和系统试验与检测平台，更好地为行业提供智能电网设备与技术服务。

建设与研发内容：智能用电技术；能效测评技术；定制电力技术；信息安全保障技术；微电网技术；智能输变电技术；柔性输电技术；数字物理智能电网混合动态模拟系统；多能源接入的能源管理控制；用户端智能配电、能源管理及控制系统关键技术及产品；智能电网用户端设备及系统测试技术及认证试验平台。