国家电网2016年度国家重点研发计划12个项目简介

国家科技部启动了国家重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项，2016年首批在5个技术方向启动17个项目。在第一个技术方向“大规模可再生能源并网消纳”中设置的第一个项目就是基础前沿类项目“高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论”。项目紧密围绕两大科学问题展开：一是高比例可再生能源并网对电力系统形态演化的影响机理和源-荷强不确定性约束下输配电网规划问题，二是源—网—荷高度电力电子化条件下电力系统多时间尺度耦合的稳定机理与协同运行问题。

本项目将从未来电力系统结构形态演化模型及电力预测方法、考虑高比例可再生能源时空分布特性的交直流输电网多目标协同规划方法、高渗透率可再生能源接入下考虑柔性负荷的配电网规划方法、源—网—荷高度电力电子化的电力系统稳定性分析理论、含高比例可再生能源的交直流混联系统协同优化运行理论五个方面进行深入研究，形成高比例可再生能源接入下未来电力系统形态构建、协同规划和优化运行的基础理论体系。

项目研究具有显著的经济与社会效益，其成果将引领电力系统向低碳、绿色、智能的方向发展，促进电力能源结构转型，降低电力工业对资源以及环境问题的影响，提升我国智能电网相关产业的自主创新水平，提高我国能源企业的国际竞争力和影响力。项目将建立自主知识产权的核心技术体系，打造具有较强创新能力、以中青年学者为主力的科研团队，培养智能电网领域具有国际影响力的学术领军人物和研究骨干人才。

本项目由中国电力科学研究院牵头，18家实力雄厚的大学和科研院所组成研究队伍。团队将借助十三五的春风，同心协力，众志成城，研究高比例可再生能源并网下电力系统规划与运行的重大课题，建立电力行业实现高比例可再生能源发电并网的技术体系，为政府相关部门制定能源政策、发展战略和技术路线提供强有力的决策支持，为我国电力能源事业实现高效绿色可持续发展的美好未来提供强大的科技驱动力!

引领世界大电网控制技术发展

——“大型交直流混联电网运行控制与保护研究”项目简介

2016年6月，国家重点研发计划项目《大型交直流混联电网运行控制与保护》(基础理论研究)获科技部批准立项。该项目的设立标志着我国面对现代大型交直流混联电网安全运行重大需求的科学研究拉开了帷幕。

世界上规模最大、电压等级最高的交直流混联电网已在我国形成。截止2015年底，电网装机容量15亿千瓦，各大区域电网已通过超/特高压交直流输电线路实现互联，跨区输电功率达到2.1亿千瓦，其中23回直流输电线路承担了三分之一的传输功率;到2020年，16回直流输电线路和世界上最高电压等级的柔性直流环网还将投入运行，电网规模、直流输电占比以及交直流混联深度将进一步增大。如何有效保障大型交直流混联电网安全运行是重大和紧迫的国家需求。

大型交直流混联系统状态变量广域耦合，各元件动态时间常数差异巨大。交直流混联系统连续、离散、逻辑变量交织，多种类型约束相互制约，不同控制变量交互影响，控制目标存在耦合和冲突的可能，运行控制难度大。交直流混联电网中交流同步电源混合非线性受控开关电源、三相交流网络与两极直流网络拓扑互联，故障特征发生改变，基于线性等效电路的传统故障分析方法和保护原理不能简单沿用。

围绕上述问题，本项目将开展大规模交直流混联电网全电磁暂态建模和仿真理论、多换流站与交直流混联电网稳定控制理论与技术、大型交直流混联电网故障特性分析与保护、交直流混联电网连锁故障预警与主动保护、含高密度新能源发电的电网源荷端动态响应与自愈控制等事关混联电网安全运行的重大基础理论和关键科学技术研究。

项目团队由国内20家著名高校、科研院所和设备制造厂商共同组成，覆盖了电气工程领域全部的5个国家一级学科、10个相关国家重点实验室;集合了国内在大电网控制、保护和仿真研究领域经验丰富、勇于探索的优秀人才，项目参加人员319人，其中固定研究人员129人，高级职称94人;项目还聘请本行业领域国内外著名专家组成指导小组指导并监督项目的实施。项目团队陈容强大、研究实力雄厚，有望在大电网安全运行领域取得重大突破。

项目将首次开发出大型全电磁暂态仿真软件、提出并实现柔性直流输电线路超高速保护技术以及具有毫秒级响应速度的交直流混联电网协同控制方式和系统稳定控制方法。项目成果将为我国大型交直流混联电网安全高效运行提供坚实的理论支撑和技术指导，并引领世界大型交直流混联电网运行控制和保护技术的发展。

有序接入、灵活并网、优化调度

——“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”项目简介

当今世界已经逐步进入到可再生能源时代，作为世界能源发展的一个重要趋势，分布式可再生能源的并网已成新能源革命和智能电网建设的重要组成部分。在国家“光伏扶贫”等系列政策激励下，我国分布式电源的并网呈现出区域化和园区化的快速发展态势，大规模、集群化分布式发电并网成为未来重点发展方向。

然而大量具有间歇性、随机性的分布式发电接入电网，极大地增加了电网复杂性和管控难度。如何保障分布式发电能够规模有序、安全可靠、灵活高效地接入电网，已成为能源与电网领域的重大科学命题。为了推动分布式新能源的发展，设立国家重点专项“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”，以期解决大规模、集群化分布式电源并网的技术难题。

围绕分布式可再生能源发电集群灵活并网集成重大需求，项目组聚焦大规模分布式发电集群有序接入、灵活并网、优化调度三大科学与关键技术问题，重点从高渗透率分布式发电集群优化规划设计方法、高效灵活并网关键技术与装备、分层分级群控群调关键技术与系统、分布式发电集群数模混合仿真测试四个方面开展研究，创新集群规划方法、突破并网与运行控制关键技术、研发系列关键装备与系统、实施仿真测试验证，进而建设安徽金寨“区域分散式”和浙江海宁“区域集中式”两种典型应用模式分布式发电集群灵活并网示范工程。

该项目将从共性关键技术研究、核心系统和装置研发到典型应用示范全链条布局，产出一系列具有自主知识产权的国际领先/先进水平的重大成果，研制出高功率密度、高效变流、即插即用并网关键设备(功率密度≥1.0w/cm3、转换效率>98%)与智能测控保护装置，开发区域群控群调系统，建成具有国际领先水平的区域分散型和区域集中型两种典型模式的分布式可再生能源发电集群示范工程(所有并网点THDi≤5%，反孤岛保护动作时间≤2s)，实现多种类(风/光/生物质)、多容量(瓦-兆瓦)、大规模(>200兆瓦)、高渗透率(>100%)分布式能源集群的有序接入、灵活并网和优化调度。

该项目将于2019年完成，其研究成果将大幅提高我国分布式能源的消纳水平，实现大规模可再生能源并网关键技术与装备的国产化，探索我国未来分布式电源的开发利用可行道路，切实支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位等方面，具有广阔的市场前景和巨大的经济、社会、生态效益。

架起能源互联的桥梁

——“±500kV直流电缆关键技术”项目简介

高压直流电缆作为柔性直流输电技术的关键装备具有低碳环保和安全可靠的优点，适用于环境敏感区域及城市电网的电缆化增容改造，增强电网抵抗自然灾害危害的能力。±500千伏直流电缆代表目前挤包绝缘直流电缆的国际最高水平，其传输功率密度约为±320千伏直流电缆的2倍，可满足新能源规模化利用和区域互联中长距离、大容量、低损耗电力传输的需求。±500千伏直流电缆关键技术已成为当前国际智能电网技术与装备研发领域的前沿热点，也是制约我国大电网柔性互联的技术瓶颈之一。因此，发展±500千伏直流电缆关键技术，对保障我国电力能源安全和可持续发展具有十分重大的战略意义。

2016年国家重点研发计划“智能电网技术与装备”专项“±500千伏直流电缆关键技术”项目的总体目标是通过研究±500千伏直流电缆制造及应用技术，掌握国产绝缘材料和屏蔽材料批量化制备工艺，完成样机研制并通过试验验证。