【正文】 ...... 12 C) 特高壓緊湊化線路關(guān)鍵技術(shù) .................................................................. 12 D) 177。 并在 09 年 11 月制定了 《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備（系統(tǒng)）研制規(guī)劃》，與智能電網(wǎng)建設(shè)項目計劃、標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)研究框架等共同組成智能化規(guī)劃的核心內(nèi)容。 在梯級水電站群經(jīng)濟運行領(lǐng)域中，國外經(jīng)過多年研究和發(fā)展，理論嚴(yán)謹(jǐn)，算法成熟，軟件實用性強，商品化程度高 。國外企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，依靠風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域的壟斷地位和完善的試驗手段，已將風(fēng)機整機控制系統(tǒng)，包括大功率變流器、主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品為大型風(fēng)電系統(tǒng)配套，基本占據(jù)了國內(nèi)的市場。 在光伏發(fā)電的預(yù)測方面，國內(nèi)外的研究都處于起步階段，但尚未有成熟的實3 踐應(yīng)用。美國和西歐經(jīng)濟發(fā)達國家抽水蓄能 機組容量占世界抽水蓄能總裝機容量的 55%以上 ， 日本 則 在最大容量、最高水頭等方面一直居世界最高水平。 我國目前 250MW 以下的抽蓄機組監(jiān)控、勵磁、調(diào)速、保護及自動化系統(tǒng)國產(chǎn)化達到一定水平，抽水蓄能抽水與發(fā)電聯(lián)合 經(jīng)濟運行控制技術(shù)研究尚處在起步階段； 250MW 及以上設(shè)備國產(chǎn)化在國內(nèi)尚屬空白。 截止 2021 年底，采用 NGK 公司鈉硫電池作為儲能系統(tǒng)的示范項目共有 200 個，總?cè)萘窟_到 270MW； 住友在日本本土 共 開展了 16 個全釩液流電池儲能示范項目或商業(yè)運行項目，分別用于調(diào)峰、電源應(yīng)急以及平穩(wěn)風(fēng)電的示范應(yīng)用。 目前已經(jīng)成功研制出 650AH 鈉硫電池單體，連續(xù)工作時間近 8 個月，達到 230次循環(huán)，表現(xiàn)出較良好的循環(huán)穩(wěn)定性。 大規(guī)?？稍偕茉? 為了解決風(fēng)電、太陽能等新能源發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)化接入，功率預(yù)測以及運行控制技術(shù)等問題，實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏等新能源的科學(xué)合理利用，全面實行節(jié)能發(fā)電調(diào)度，促進電力工業(yè)的節(jié)能、環(huán)保、和諧和可持續(xù)發(fā)展，大規(guī)模間歇式電源接入的有功 /無功功率控制系統(tǒng)、風(fēng)光儲聯(lián)合電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)、兆瓦級光伏并網(wǎng)逆變器、間歇式電源發(fā)電功率預(yù)測與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、風(fēng)電場 /風(fēng)電機組低電壓穿越控制裝置、風(fēng)電機組控 制系統(tǒng)接入導(dǎo)則符合性檢測平臺 ,間歇式電源網(wǎng)源協(xié)調(diào)裝置等成為研究重點。在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方面雖然沒有技術(shù)障礙，但是大容量換流器的模塊化、級聯(lián)及控制保護等技術(shù)還不是十分成熟，而且其中的關(guān)鍵器件仍然依賴進口；需要研制大容量化學(xué)電池儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置和管理系統(tǒng)。研制大機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。研制風(fēng)電場和光伏電站無功功率控制裝置。 C) 風(fēng)電場 /風(fēng)電機組故 障穿越控制裝置 研制內(nèi)容： 1）建立各種電網(wǎng)故障條件下產(chǎn)生的低電壓、過電壓、頻率越限、不對稱負(fù)荷等故障或事故下對風(fēng)電場影響以及風(fēng)電場的故障響應(yīng)特性對電網(wǎng)安全穩(wěn)定影響的分析模型； 2）構(gòu)建風(fēng)電場 /風(fēng)電機組故障穿越性能與故障穿越指標(biāo)及低電壓穿越裝置的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 3）建立故障穿越的試驗測試環(huán)境，研制大型雙饋風(fēng)電機組的故障穿越裝置； 4）制訂風(fēng)電場和風(fēng)電機組故障穿越技術(shù)指標(biāo)和規(guī)范。制定光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)規(guī)范。 8 H) 兆瓦級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 研究兆瓦級垂直軸控制技術(shù)，研制兆瓦級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組的變流器，重點解決垂直軸風(fēng)電機組的變速恒頻控制技術(shù)。考慮到在智能電網(wǎng)作用下對節(jié)能發(fā)電調(diào)度體系的要求，從抽水蓄能電站自身特點出發(fā)，實現(xiàn)抽水蓄能電站優(yōu)化調(diào)度工程實用化的控制目標(biāo)、數(shù)學(xué)模型及其求解方法，綜合考慮抽水蓄能電站的靜態(tài)經(jīng)濟效益和動態(tài)經(jīng)濟效益的最大化。 D) 大容量化學(xué)電池儲能裝置綜合能量管理系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 研制化學(xué)電池儲能裝置監(jiān)控系統(tǒng)中的控制單元、保護單元、在線9 監(jiān)測單元以及綜合信息管理單元，使各個部分協(xié)調(diào)運行，以實現(xiàn)化學(xué)電池儲能系統(tǒng)的高效儲能并快速響應(yīng)電力系統(tǒng)的功率變化以穩(wěn)定系統(tǒng)的功率或電壓。因線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用時間并不是太長，加上專業(yè)性要求高，對桿塔和基礎(chǔ)類運行狀態(tài)參數(shù)如桿塔應(yīng)力、基礎(chǔ)滑移、接地腐蝕等進行監(jiān)測的裝置還未投入廣泛使用。但在智能化高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域國外也處于概念研究階段，還有許多基礎(chǔ)理論性的問題需要解決。高壓直流輸電關(guān)鍵電氣設(shè)備（換流閥、換流變壓器、平波電抗器、直流斷路器等）的核心自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)設(shè)計及生產(chǎn)制造等方面我國與其他先進國家 尚 有著一定的差距。 智能電網(wǎng)建設(shè)要求系統(tǒng)設(shè)備和裝置能夠?qū)ο到y(tǒng)運行參量和故障狀態(tài)進行有效的調(diào)節(jié)和控制，以提高輸電，提高控制水平，因此， FACTS 裝置擁有廣闊的發(fā)展空間。 現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備水平尚不能完全滿足 今后特高壓設(shè)備大容量、遠距離、更經(jīng)濟、效率更高的要求。與國外發(fā)達國家相比，我國在特高壓輸變電技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先水平。建立滿足試驗電壓 1100kV、試驗電流 63kA、時間常數(shù) 120ms 特高壓斷路器試驗回路。 D) 177。 1000kV直流隔離開關(guān)、避雷器、電流互感器和絕緣子樣機研制。 D) 輸電線路桿塔集成監(jiān)測裝置 研制內(nèi)容 ： 研究導(dǎo)線覆冰、桿塔傾斜、桿塔振動、氣象參數(shù)的多參數(shù)組合與集成技術(shù)，開發(fā)出遵守標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約的塔上集成監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對以上參數(shù)中兩種及以上的集中監(jiān)測，減低產(chǎn)品制造成本，提高監(jiān)測裝置使用效率。 應(yīng)實現(xiàn)以下功能： 1） 狀態(tài)監(jiān)測：實時掌握輸電線路本體運行狀態(tài)、氣象環(huán)境、通道狀況，使輸電線路運行狀態(tài)在控、能控、可控，實現(xiàn)輸電線路的數(shù)字化和可視化管理。 4）輔助決策：對輸電線路狀態(tài)進行預(yù)測和趨勢分析，采用狀態(tài)評估標(biāo)準(zhǔn)、可靠性評價標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)等，對線路部件及線路總體進行評估，評估結(jié)果為線路生產(chǎn)、運行、調(diào)度單位提供決策信息支持。 3） 在線預(yù)警：在出現(xiàn)可能的線路隱患時，及時通過多種有效的方式發(fā)布報警信息，以及對被報設(shè)備進行定位。 F) 車載移動式 輸電線路電磁環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng) 研制內(nèi)容 ： 1）自動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成； 2）自動監(jiān)測系統(tǒng)的承載車輛的選擇； 3）自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)和編制。 B) 輸電線路氣象在線監(jiān)測裝置 13 研制內(nèi)容 ： 研究各類氣象參數(shù)的多傳感器融合技術(shù)，新型風(fēng)速風(fēng)向儀的應(yīng)用技術(shù)，以及光纖傳輸技術(shù)，開發(fā)能適應(yīng)惡劣氣候環(huán)境、高集成度、高傳輸可靠性、遵守標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約的氣象在線監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度、氣壓、雨量和光輻射等參數(shù)的集中監(jiān)測以及高效可靠傳輸。 1000kV 特高壓換流閥基礎(chǔ)理論和成套設(shè)計技術(shù)方案；提出177。提出交直流線路并行時地面混合電場、離子流場的計算方法、測量方法和控制值。研制出國產(chǎn)化的 1000kV 級交流變壓器出線裝置等。二是為了節(jié)省土地資源，更好地保護環(huán)境，需要采用緊湊型、同塔多回等緊湊化輸電技術(shù)應(yīng)用于新的特高壓線路建設(shè)。 目前，我國高壓直流輸電工程數(shù)量已經(jīng)位居世界第一，但其主要功能仍然局限點對點形式的長距離聯(lián)網(wǎng)或相鄰電網(wǎng)的互聯(lián)應(yīng)用，無法解決我國能源與負(fù)荷中心分布不合理的突出矛盾。 目前 線路在線監(jiān)測 系統(tǒng)廠家提供的產(chǎn)品和系統(tǒng)均自成一套，采用的通訊規(guī)約、數(shù)據(jù)接口 ，系統(tǒng)實現(xiàn)的功能各不相同，對運行維護單位造成信息分散、重復(fù)建設(shè)等局面，不能體現(xiàn)規(guī)模效益，對已有的區(qū)域性集中監(jiān)測系統(tǒng)，存在系統(tǒng)互聯(lián)性 不夠、信息整合程度不高等情況，難以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的要求。中國電科院正在研制一臺容量為 20MW、電壓等級為 50kV 的柔性直流輸電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備，并通過相關(guān)的試驗驗證，于 2021 年在上海南匯風(fēng)電場掛網(wǎng)運行。 我國主要的 FACTS 裝置如 SVC、TCSC、 STATCOM、 CSR 等，無論電壓等級還是通斷容量均與國際先進水平保持一致，與國外先進水平基本保持同步，但更為先進的柔性直流關(guān)鍵設(shè)備研究尚處于理論討論階段，技術(shù)差距較大。 10 2 輸電環(huán)節(jié) 國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前歐美日等非常重視輸電線路安全運行技術(shù)及 IT 技術(shù)在管理和運行維護中的應(yīng)用，研究對輸電線路進行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲的方法，研究使用新的診斷工具和方法評估運行中設(shè)備的預(yù)期使 用壽命、風(fēng)險和維修策略。 B) 大容量化學(xué)電池模塊化集成系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 開展鈉硫、液流和鋰離子電池核心部件和關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)，開展電池組串并聯(lián)設(shè) 計方案研究，開展鈉硫電池模塊系統(tǒng)設(shè)計和工藝設(shè)計，研制生產(chǎn)裝備、建設(shè)測試平臺，最后研制出大容量、高可靠性、高性能 100kW、 MW及 10MW 級鈉硫、液流和鋰離子電池模塊；依托集成技術(shù)、成套技術(shù)和測試技術(shù)，分階段開展鈉硫電池儲能系統(tǒng) 100kW、 MW 級及 10MW 級化學(xué)電池儲能裝置在間歇式電源接入、電網(wǎng)削峰填谷、大型應(yīng)急電源及用戶側(cè) UPS 等方面的示范應(yīng)用，并根據(jù)試運行評估結(jié)果，逐步完善大容量化學(xué)電池儲能技術(shù)。研制垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組主控系統(tǒng)。 G) 大規(guī)模間歇式電源接入網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制 研制內(nèi)容： 實現(xiàn)考慮電網(wǎng)、電站和機組安全約束下的風(fēng)電場 /光伏電站 AGC數(shù)學(xué)模型和求解算法；實現(xiàn)風(fēng)電場、光伏電站有功和無功控制裝置與電網(wǎng)調(diào)度 AGC 協(xié)調(diào)控制技術(shù)；實現(xiàn)風(fēng)電場、光伏電站與機組一次調(diào)頻協(xié)調(diào)控制技術(shù)；實現(xiàn)電網(wǎng)事故涉及送出系統(tǒng)時風(fēng)電場、光伏電站協(xié)助電網(wǎng)調(diào)度智能應(yīng)急事故處理技術(shù)。 E) 風(fēng)電機組控制系統(tǒng)接入導(dǎo)則符合性檢測平臺 研制內(nèi)容 ： 1）建設(shè)滿足風(fēng)電場接入導(dǎo)則的檢測平臺試驗電網(wǎng)和電網(wǎng)故障 試驗設(shè)備； 2）建立符合當(dāng)前主流機型的雙饋和直驅(qū)風(fēng)電機組的控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)檢測平臺； 3）建設(shè)符合風(fēng)輪機特性的模擬試驗平臺； 4）建設(shè)風(fēng)電機組大功率變流器的有功和無功調(diào)節(jié)及低電壓穿越等檢測平臺； 5）研究符合電網(wǎng)接入導(dǎo)則的風(fēng)電機組控制系統(tǒng)檢測規(guī)范。開展風(fēng)電場 /光伏電站有功 /無功功率控制裝置示范應(yīng)用。 大規(guī)?？稍偕茉? A) 大規(guī)模間歇式電源有功 /無功功率控制裝置 研制內(nèi)容： 研制風(fēng)電場和光伏電站有功及頻率控制裝置。 B) 梯級水電站群經(jīng)濟運行優(yōu)化調(diào)度控制平臺 研制內(nèi)容： 研制安全性高、實時性強、經(jīng)濟性好的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的梯級水電站群智能優(yōu)化調(diào)度控制系統(tǒng)， 實現(xiàn)梯級水電站群智能優(yōu)化調(diào)度工程實用化的數(shù)學(xué)模型及求解算法；考慮水庫蓄水效益和防災(zāi)棄水風(fēng)險之間的關(guān)系以及當(dāng)前時段決策對未來時段余留效益的影響；考慮梯級水電站群經(jīng)濟運行與梯級水電站群水庫 中長期優(yōu)化調(diào)度、梯級水電站群競價上網(wǎng)決策系統(tǒng)以及未來可能推出的電力期貨市場之間的關(guān)系；實現(xiàn)梯級水電站群綜合調(diào)峰能力提高技術(shù)。 大規(guī)模儲能 5 大規(guī)?；瘜W(xué)電池儲能、超導(dǎo)儲能等雖然在關(guān)鍵材料和原理樣機等方面雖然取得了一定的突破，但總體來說還處于起步階段，特別是普遍欠缺大規(guī)模儲能裝置工程應(yīng)用的經(jīng)驗；需要研制大容量化學(xué)電池 模塊化集成系統(tǒng)、大容量化學(xué)電池儲能裝置綜合能量管理系統(tǒng)。比亞迪公司新近研制出了 200kW/800kWh 的儲能系統(tǒng) 樣機，目前正在著手開展 1MW/4MWh 儲能系統(tǒng)樣機的研制。 我國 儲能技術(shù)的研究還處于起步階段，國內(nèi)還沒有大容量儲能裝置的示范工4 程。 盡管壓縮空氣儲能的儲存效率略高于抽水蓄能，但它需要相當(dāng)巨大的地下儲氣洞，受到地質(zhì)條件的限制，還需要配以天然氣或油等非可再生一次能源，技術(shù)上較復(fù)雜，目前只有德國、美國、日本和以色列建成過示范性壓縮空氣儲能電站。當(dāng)前抽水蓄能機組調(diào)速器一般具有事故備用、黑啟動等輔助服務(wù)功能，可以在出現(xiàn)突發(fā)狀況時進行快速響應(yīng)。 光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù) 我國也 處于起步階段。在風(fēng)電機組低電壓穿越的實現(xiàn)技術(shù)方面 ，國外也起步較早 ，目前主流的雙饋、直驅(qū)風(fēng)電機組大多具備了低電壓穿越能力。 國內(nèi) 水電廠自動化系統(tǒng)監(jiān)控軟件在高級功能數(shù)據(jù)分析、輔助決策方面 也強于 ABB、西門子、維奧 等國外公司。 以下將結(jié)合 國網(wǎng) 和 科技部 的相關(guān)文件， 針對智能電網(wǎng)建設(shè)的六個環(huán)節(jié)和通信信息平臺， 對 十二五期間 二者 重點研究支持的裝備 作一探討。 關(guān) 鍵設(shè)備的 研制和有效應(yīng)用是全面建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)和前提 ， 關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)突破是檢驗智能電網(wǎng)達到國際領(lǐng)先水平的重要標(biāo)志。1000kV 特高壓設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究 ......................................................... 12 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置 .......................................................................... 12 A) 輸電線路導(dǎo)線運行狀態(tài)集成監(jiān)測裝置 .................................................... 12 B) 輸電線路氣象在線監(jiān)測裝置 .................................................................. 12 C) 輸電線路視頻 /圖像監(jiān)控裝置 ................................................................. 13 D) 輸電線路桿塔集成監(jiān)測裝置 .................................................................. 13 E) 電纜狀態(tài)監(jiān)測裝置 ................................................................................ 13 F) 車載移動式輸電線路電磁環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng) .......................................... 13 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中心系