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重点围绕大规模可再生能源并网消纳 持续推动智能电网技术创新

来源:  作者:  2016-2-23

           日前,科技部发布《关于发布国家重点研发计划高性能计算等重点专项2016年度项目申报指南的通知》(国科发资〔2016〕38号),启动 “智能电网技术与装备”等十大重点专项2016年度项目,并公布项目申报指南。 


          《通知》指出,依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020)》,以及国务院《能源发展战略行动计划(20142020)》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等,科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划智能电网技术与装备专项实施方案》编制工作,在此基础上启动“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目,并发布项目申报指南(详见附件)。


          “智能电网技术与装备”专项总体目标是:持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命,从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局,实现智能电网关键装备国产化,到2020年,实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。

          “智能电网技术与装备”专项重点围绕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)部署23个重点研究任务。专项实施周期5(20162020)


          《通知》指出,按照分步实施、重点突出原则,2016年首批在5个技术方向启动17个项目。每个项目设1名项目负责人,项目下设课题数原则上不超过5个,每个课题设1名课题负责人,课题承担单位原则上不超过5个。


          此外,各申报单位统一按指南二级标题(1.1)的研究方向进行申报,申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务,其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于11


          附件节选内容如下:


          1. 大规模可再生能源并网消纳

          1.1 高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论(基础研究类)

          研究内容:面向高比例可再生能源并网及系统安全高效运行的重大科学问题,研究未来电力系统的协调规划和优化运行的基础理论。具体包括:未来电力系统结构形态和新运行场景下的电力预测理论与方法;考虑高比例可再生能源时空分布特性的输电网多目标协同规划理论与方法;考虑主动负荷响应、高渗透率可再生能源接入、分布式储能影响的配电网规划理论与方法;考虑电源、输配电网络及负荷电力电子化的稳定性分析方法;高比例可再生能源并网与交直流混联系统的优化运行方法。

          考核指标:所研究的理论模型和方法适用于可再生能源电源高占比(不低于30%)系统的规划和运行,为大型可再生能源电站并网和高渗透率可再生能源发电集群灵活并网提供理论基础。

实施年限:5

拟支持项目数:12


          1.2 大型光伏电站直流升压汇集接入关键技术及设备研制(共性关键技术类)

          研究内容:为提高大型光伏电站接入系统送出能力和系统效率,研究光伏直流升压变流器等关键技术,建立光伏直流升压汇集接入实证研究平台。具体包括:大型光伏电站直流升压汇集接入系统总体设计集成技术,大功率高升压比光伏直流变流技术,多台变流器串/并联技术;大型光伏电站直流升压汇集接入系统协调控制技术和直流系统保护技术,研制主控装置及保护装置;光伏电站直流升压汇集接入系统及装置仿真技术和测试技术。

          考核指标:研制500kW光伏直流升压变流器,效率94%以上;建立±30kV/1MW光伏直流并网接入实证研究平台,光伏并网直流升压比不低于40倍。

实施年限:4

拟支持项目数:12


          1.3 分布式可再生能源发电集群灵活并网集成关键技术及示范(共性关键技术类)

研究内容:针对分布式可再生能源发电大规模灵活并网集成和消纳需求,掌握分布式发电集群规划设计、运行控制技术及高功率密度、即插即用关键设备,完成区域示范。具体包括:高渗透率(可再生能源发电装机容量占最大负荷的比例)分布式可再生能源发电集群的规划设计技术;高功率密度、即插即用的分布式发电逆变技术和储能双向变流技术,即插即用的智能测控保护技术;区域性分布式发电群控群调技术;分布式可再生能源发电集群实时仿真和测试技术。

          考核指标:分布式发电逆变器和储能双向变流器功率密度1.0W/cm3以上,效率不低于98%;应用于可再生能源发电渗透率50%以上、且可再生能源容量达到百兆瓦以上的示范区域;所有并网点的THDI(总谐波电流畸变率)均不超过5%,反孤岛保护动作时间不超过2秒。

实施年限:3

拟支持项目数:12


          1.4 支撑低碳冬奥的智能电网综合示范工程(应用示范类)

          研究内容:为实现高比例可再生能源发电的高效利用,支撑张家口可再生能源示范区和低碳冬奥专区的建设,完成冬奥智能电网综合示范工程。具体包括:大容量储能系统及其相关技术、大型可再生能源基地风光储多种能源汇集外送的柔性直流和交直流混联送出技术;可再生能源高精度功率预测技术、多能源互补协调调度与控制技术;多能互补的分布式能源与微网系统及其相关技术、交直流混合配电网技术;与可再生能源发电融合的充电设施网络关键技术。

考核指标:示范区支撑千万千瓦级可再生能源发电的接入和送出,可再生能源功率预测年平均误差不超过10%;冬奥专区内电力消费100%来自可再生能源发电,全区覆盖电动汽车充电网络,供电可靠性不低于99.99%

实施年限:5

拟支持项目数:12

经费配套:其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于11


          3.3 工业园区多元用户互动的配用电系统关键技术研究与示范(应用示范类)

研究内容:实现工业园区内可再生能源的大规模就地消纳利用,利用负荷资源参与系统优化运行,通过冷//电系统优化提高能源综合利用效率,建设示范园区。具体包括:含多种可再生能源与清洁燃料发电、储能系统、配电网、冷//电负荷用户的综合能源配用电系统一体化规划设计方法与系统;满足用户供电与冷热供应可靠性要求,实现多种能源协调控制的关键技术与综合控制系统;实现电源、负荷与电网灵活互动的关键技术,实现源荷协调互动的优化调度方法,满足综合能源配用电系统运行要求的智能调度系统;在工业园区建设综合能源与智能配用电系统示范工程。

          考核指标:示范园区可再生能源装机容量不低于25MW,外部电网年净购入电量不大于示范区电能需求总量的25%,通过工商业用户互动实现峰值负荷消减20%以上。

实施年限:4

拟支持项目数:12

经费配套:其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于11


          4. 多能源互补的分布式供能与微网

4.1 基于能的综合梯级利用的分布式供能系统(基础研究类)

研究内容:针对能的综合梯级利用与循环耦合的科学问题,开展燃料化学能和太阳能、环境能源等多能互补条件下能量综合梯级利用基础理论研究。具体包括:可再生能源与化石能源互补的源头蓄能原理,系统变工况性能提升机理,可再生能源、环境能源与化石能源互补的品位耦合机理;多能源输入与多产品输出条件下的动力循环、供热循环、制冷循环等热力循环的耦合机制;分布式能源系统变工况性能的主动调控方法,以及与配电网的互动调控方式。

          考核指标:所研究的理论成果和方法支撑我国该领域的发展,获得能量综合梯级利用和循环耦合理论和可再生能源、环境能源与化石能源的多能互补机理,提出系统全工况主动调控方法,与集中式供电相比,提出的分布式供能系统节能达到30%以上。

实施年限:5

拟支持项目数:12


          5.3 100 MWh级电化学储能技术(共性关键技术研发)

研究内容:针对大规模可再生能源高比例消纳对于储能系统技术经济性、安全性、能量效率的要求,研究适用于100 MWh级应用的新型锂离子电池规模储能技术。具体包括:具有更高技术经济性、一致性的新型储能材料体系、单体技术;高能量转换效率的模块设计与制造技术;新型储能单体与模块的寿命衰减机制、循环寿命与日历寿命的准确预测技术;大规模电化学储能系统中单元及模块的安全性评测方法、标准及提升方法。

          考核指标:锂离子电池在充放电速率0.5 C以上,充放电深度在80%DOD以上时,循环寿命大于10000次,服役预期寿命大于15年,预期成本低于1500/kWh,系统规模不低于100MWh

实施年限:4

拟支持项目数:12


          5.5 能源互联网的规划、运行与交易基础理论(基础研究类)

研究内容:面向能源互联网中的重大科学问题,研究能源互联网规划、运行与交易等基础理论,建立仿真模型。具体包括:多能源系统汇聚、融合、互通、互联的协同规划模型、理论和方法;能源互联网能量信息耦合建模分析理论和方法,以及海量、多种能源终端接入的建模、信息安全及用户行为模型;能源互联网中多种能源生产、传输、转换、存储与消费全过程运行与控制理论;能源互联网的市场机制设计理论与模型;多能源系统的仿真模型。

          考核指标:形成可支撑能源互联网规划运行、建模分析及市场设计的理论体系;建立考虑物理、信息、成本的多能源系统仿真模型,能够精细模拟多种能源生产、传输、存储、转换、消费,支撑大于5000个网络节点的大规模计算;为能源互联网规划、运行与交易提供分析手段。

实施年限:4

拟支持项目数:12


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