【正文】 件的結(jié)構(gòu)和編制。 4）輔助決策：對(duì)輸電線路狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)和趨勢(shì)分析，采用狀態(tài)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、可靠性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)線路部件及線路總體進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果為線路生產(chǎn)、運(yùn)行、調(diào)度單位提供決策信息支持。 D) 輸電線路桿塔集成監(jiān)測(cè)裝置 研制內(nèi)容 ： 研究導(dǎo)線覆冰、桿塔傾斜、桿塔振動(dòng)、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(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)以上參數(shù)中兩種及以上的集中監(jiān)測(cè)，減低產(chǎn)品制造成本，提高監(jiān)測(cè)裝置使用效率。 D) 177。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在特高壓輸變電技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。 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(yùn)行參量和故障狀態(tài)進(jìn)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。但在智能化高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域國(guó)外也處于概念研究階段，還有許多基礎(chǔ)理論性的問(wèn)題需要解決。 D) 大容量化學(xué)電池儲(chǔ)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(chǔ)能裝置監(jiān)控系統(tǒng)中的控制單元、保護(hù)單元、在線9 監(jiān)測(cè)單元以及綜合信息管理單元，使各個(gè)部分協(xié)調(diào)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效儲(chǔ)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。 8 H) 兆瓦級(jí)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 研究兆瓦級(jí)垂直軸控制技術(shù)，研制兆瓦級(jí)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器，重點(diǎn)解決垂直軸風(fēng)電機(jī)組的變速恒頻控制技術(shù)。 C) 風(fēng)電場(chǎng) /風(fēng)電機(jī)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(guò)電壓、頻率越限、不對(duì)稱負(fù)荷等故障或事故下對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響以及風(fēng)電場(chǎng)的故障響應(yīng)特性對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定影響的分析模型； 2）構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng) /風(fēng)電機(jī)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(yàn)測(cè)試環(huán)境，研制大型雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障穿越裝置； 4）制訂風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組故障穿越技術(shù)指標(biāo)和規(guī)范。研制大機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。 大規(guī)?？稍偕茉? 為了解決風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)化接入，功率預(yù)測(cè)以及運(yùn)行控制技術(shù)等問(wèn)題，實(shí)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(shí)行節(jié)能發(fā)電調(diào)度，促進(jìn)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(wú)功功率控制系統(tǒng)、風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)、兆瓦級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器、間歇式電源發(fā)電功率預(yù)測(cè)與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、風(fēng)電場(chǎng) /風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越控制裝置、風(fēng)電機(jī)組控 制系統(tǒng)接入導(dǎo)則符合性檢測(cè)平臺(tái) ,間歇式電源網(wǎng)源協(xié)調(diào)裝置等成為研究重點(diǎn)。 截止 2021 年底，采用 NGK 公司鈉硫電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范項(xiàng)目共有 200 個(gè)，總?cè)萘窟_(dá)到 270MW； 住友在日本本土 共 開展了 16 個(gè)全釩液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目或商業(yè)運(yùn)行項(xiàng)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。美國(guó)和西歐經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家抽水蓄能 機(jī)組容量占世界抽水蓄能總裝機(jī)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。國(guó)外企業(yè)經(jīng)過(guò)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(yàn)手段，已將風(fēng)機(jī)整機(jī)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(guó)內(nèi)的市場(chǎng)。 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(xiàng)目計(jì)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。 國(guó)家電力公司 2021 年中即提出： 建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的階段性目標(biāo)是： 2021 年前，完成發(fā)展規(guī)劃的制訂，開展關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和試點(diǎn)工作；到 2021 年，在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備上實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。 大規(guī)?？稍偕茉? 國(guó)外風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家大多在電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則中對(duì)風(fēng)電參與調(diào)頻和調(diào)壓進(jìn)行了規(guī)定 ， 已將風(fēng)電納入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。 大規(guī)模儲(chǔ)能 世界發(fā)達(dá)國(guó)家電網(wǎng)調(diào)峰能力強(qiáng)，快速調(diào)節(jié)電源比例很高。 近年來(lái)，日本在鈉硫電池 和液流電池 的研究和開發(fā)中處于領(lǐng)先地位，并已有較成 熟的商業(yè)化產(chǎn)品 。 發(fā)展趨勢(shì) 常規(guī) 發(fā) 電 為了提升發(fā)電廠的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平、機(jī)組的可測(cè)可控可調(diào)性，并最終實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)接入快速化、安全化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，需要研制發(fā)電廠快速并入高壓網(wǎng)裝置；隨著流域開發(fā)的迅速發(fā)展，為了節(jié)能發(fā)電，優(yōu)化調(diào)度，需要研制梯級(jí)水電站群經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度控制平臺(tái)，解決工程實(shí)用化問(wèn)題；為了降低常規(guī)電源的運(yùn)營(yíng)成本，為機(jī)組的安全運(yùn)行、優(yōu)化調(diào)度和檢修指導(dǎo)提供有力的技術(shù)支持，需要研制大型水電站機(jī)組設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析系統(tǒng)；隨著我國(guó)串補(bǔ)輸電工程、高壓直流 輸電工程不斷增多， FACTS 設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電等的不斷發(fā)展，次同步振蕩抑制問(wèn)題更加突出，迫切需要進(jìn)行次同步振蕩抑制裝置研制。 C) 水電機(jī)組設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 研究大型水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組與電廠關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)，及其在導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)入非穩(wěn)定狀態(tài)或故障狀態(tài)前可能出現(xiàn)的預(yù)兆；研制模塊化的電廠主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置；研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能分配；研究信號(hào)提取、識(shí)別及預(yù)測(cè)技術(shù)；研究數(shù)據(jù)智能存儲(chǔ)策略；研究故障診斷的機(jī)理與策略。 B) 間歇式電源發(fā)電功率預(yù)測(cè)與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 建立統(tǒng)一的風(fēng)電場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電功率預(yù)測(cè)與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，主要任務(wù)有： 1）設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電與調(diào)度系統(tǒng)的接口； 2）編制包含風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方案； 3）實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等預(yù)測(cè)功能； 4）開發(fā)并實(shí)現(xiàn)具有統(tǒng)一接口的包含風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電出力預(yù)測(cè)的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。 實(shí)現(xiàn)考慮電網(wǎng)、電站和機(jī)組安全約束的風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站無(wú)功控制與 無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化配置；實(shí)現(xiàn)常規(guī)電站與風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站協(xié)調(diào)控制技術(shù)。 C) 大容量化學(xué)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置 研制內(nèi)容： 針對(duì)化學(xué)電池儲(chǔ)能的特性，研制與其相適用的電池儲(chǔ)能能量轉(zhuǎn)換裝置及其附屬控制保護(hù)設(shè)備，研究高轉(zhuǎn)換效率的變流（整流、逆變）器主電路拓?fù)?，探討器件?jí)聯(lián)、多電平、變壓器多重化、逆變橋并聯(lián)和鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)等技術(shù)，以增加能量轉(zhuǎn)換容量和提高耐壓水平，并進(jìn)行主回路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備的核心自主設(shè)計(jì)、制造以及集成技術(shù)仍然被國(guó)外，如 ABB、 SIEMENS 以及 AREVA 等跨國(guó)公司所壟斷。因此 對(duì)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一建設(shè)，開發(fā)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng)顯得尤為重要和迫切。三是輸變電設(shè)備智能化方面，變壓器智能化、智能開關(guān)和設(shè)備可靠性評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)尚待突破。提出交直流并列運(yùn)行對(duì)直流換流變偏磁的影響特性、抑制措施。 C) 輸電線路視頻 /圖像監(jiān)控裝置 研制內(nèi) 容 ： 研究輸電線路視頻監(jiān)控裝置的能量供應(yīng)與控制技術(shù)、光纖通信技術(shù)，開發(fā)出能在 10 天以上時(shí)間內(nèi)連續(xù)不間斷工作，具備紅外、加熱功能以及電源、紅外、加熱控制功能，采用 OPGW 傳輸視頻信號(hào)、遵守標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約的視頻監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的高速流暢傳輸，以及對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的全天候監(jiān)控。在監(jiān)測(cè)到出現(xiàn)極端惡劣氣 候條件，以及嚴(yán)重外力破壞、火災(zāi)、地質(zhì)等線路災(zāi)害時(shí)，能及時(shí)進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警、定位。 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng) 研制內(nèi)容 ： 研制輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng)，對(duì)重要輸電線路、災(zāi)害多發(fā)區(qū)的環(huán)境參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān) 測(cè)，實(shí)現(xiàn)重要輸電線路的安全預(yù)警，為生產(chǎn)管理提供決策信息支持，為調(diào)度提供輔助決策信息。 1000kV 高端換流變壓器、穿墻套管的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題解決方案；完成177。 B) 1100kV、 63kA 大容量開關(guān)設(shè)備研制及關(guān)鍵技術(shù)研究 研制內(nèi)容 ： 研制成功具有 63kA 短路開斷能力的 1100kV 斷路器及 GIS，實(shí)現(xiàn)全部部件及配套產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造自主化。因此必須研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的換流閥和直流場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備。 11 中國(guó)電力科學(xué)研究院已經(jīng)全面完成自主研發(fā)換流閥的電氣特性、數(shù)值場(chǎng)分析、電氣設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作 ，正在開展換流閥關(guān)鍵零部件 和 特高壓換流閥樣機(jī)的研制工作。 國(guó)內(nèi) 目前 已有多家研究機(jī)構(gòu)和公司研制開發(fā)出多種輸電線路本體、氣象及通道環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，包括導(dǎo)線溫度、導(dǎo)地線微風(fēng)振動(dòng)、舞動(dòng)，絕緣子串風(fēng)偏，絕緣子泄漏電流、鹽密，桿塔傾斜、桿塔振動(dòng)，微氣象、圖像 /視頻，桿塔防盜等監(jiān)測(cè)裝置，這些裝置已在特高壓交流示范工程、 30 多個(gè)大跨越線路、跨區(qū)線路以及各電壓等級(jí)的重要線路中投入使用。 大規(guī)模儲(chǔ)能 A) 大型抽水蓄能電站智能調(diào)度運(yùn)行控制系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 研制大型抽水蓄能電站現(xiàn)地單元控制裝置；研究抽水蓄能電站各工況狀態(tài)定義、轉(zhuǎn)換控制流程、啟動(dòng)條件、事故停機(jī)流程；研究大型抽水蓄能電站各 LCU 間信息交換技術(shù) ； 實(shí)現(xiàn)可視化展示技術(shù)；實(shí)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備仿真技術(shù)； 實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)；研制大型抽水蓄能電站監(jiān)控系統(tǒng)。 F) 兆瓦級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器 研制內(nèi)容： 研究光伏逆變器并網(wǎng)特性，研制 MW 光伏并網(wǎng)逆變器；開展現(xiàn)場(chǎng)示范運(yùn)行；掌握光伏逆變器并網(wǎng)特性測(cè)試方法、接入技術(shù)導(dǎo)則的測(cè)試方法。研究考慮風(fēng)電機(jī)組/光伏組件功率調(diào)節(jié)范圍約束下的風(fēng)電場(chǎng) /光伏電站有功控制策略和有功調(diào)節(jié)技術(shù)；實(shí)現(xiàn)有功調(diào)節(jié)控制技術(shù)。在儲(chǔ)能元件制造技術(shù)方面，雖然有一定的基礎(chǔ)，但研究的規(guī)模、深度和實(shí)用化程度方面距國(guó)外先進(jìn)水平差距不小。大容量化學(xué)電池儲(chǔ)能方面，在原理樣機(jī)、關(guān)鍵材料等方面取得了一定的突破。但國(guó)內(nèi)外對(duì)抽水蓄能機(jī)組這些輔助功能的可靠性、智能性研究較少。我國(guó)近年來(lái) 風(fēng)電機(jī)組制造水平取得了較大進(jìn)步，但運(yùn)行特性尚不滿足大 規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)的要求 ，與國(guó)際水平尚有一定差距。 2 1 發(fā)電環(huán)節(jié) 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 常規(guī) 發(fā) 電 國(guó)外目前 對(duì)于發(fā)電廠快速并入高壓網(wǎng)裝置與調(diào)速器、勵(lì)磁控制系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究已經(jīng)成熟，具備可靠、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、自診斷 技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn) ； 在過(guò)去幾年中，基于分層分區(qū) 控制技術(shù)的二 /三次 無(wú)功電壓自動(dòng)控制 AVC技術(shù) 在法國(guó)和意大利等歐洲電網(wǎng)得到應(yīng)用，并取得明顯的控制效果 ； 火電機(jī)組次同步振蕩抑制裝置 SSO 方面，國(guó)外開展 研究 也 比較早 并有多種相關(guān)產(chǎn)品投入 工程應(yīng)用 ； 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)可靠 性高但 自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展緩慢，目前在我國(guó)國(guó)際招標(biāo)項(xiàng)目中不再有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備（系統(tǒng)） 綜合研究報(bào)告 20215 概述 ................................................................................................................................. 1 1 發(fā)電環(huán)節(jié) ................................................................................................................... 2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 2 發(fā)展趨勢(shì) ............................................................................................................ 4 主要研發(fā)裝備 ..................................................................................................... 5 常規(guī)發(fā)電 .................................................................................................. 5 A) 發(fā)電廠快速并入高壓網(wǎng)裝置 .................................................................... 5 B) 梯級(jí)水電站群經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度控制平臺(tái) ............................................... 5 C) 水電機(jī)組設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析系統(tǒng) .................................................. 5 D) 火電機(jī)組次同步振蕩抑制裝置 ................................................................ 5 大規(guī)?？稍偕茉? ................................................................................... 6 A) 大規(guī)模間歇式電源有功 /無(wú)功功率控制裝置 ............................................. 6 B) 間歇式電源發(fā)電功率預(yù)測(cè) 與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) ............................................... 6 C) 風(fēng)電場(chǎng) /風(fēng)電機(jī)組故障穿越控制裝置 ........................................................ 6 D) 風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)（ SCADA） ..........................