【正文】 E) 電 纜狀態(tài)監(jiān)測裝置 研制內(nèi)容 ： 結(jié)合相關技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從分布式光纖溫度在線監(jiān)測及載流量預警技術、金屬套接地電流在線監(jiān)測和分析技術，以及電纜線路在線局部放電監(jiān)測技術等方面開展電纜線路智能化設備研究，研制電纜狀態(tài)監(jiān)測裝置。 主要研發(fā)裝備 提升特高壓輸送能力關鍵技術 A) 大容量（ 1500MVA）及升壓特高壓交流變壓器研制 研制內(nèi)容 ： 研制出單相 1000kV 大容量（ 1500MVA）及升壓特高壓交流變壓器樣機。國內(nèi)關于柔性直流輸電技術的研究起步較晚， 90 年代末期，在國家自然科學基金等項目資助下，浙江大學、華北電力大學和華中科技大學等高等院校開展了這方面的跟蹤性基礎理論研究。研制垂直軸槳葉調(diào)節(jié)控制裝置。 D) 火電機組次同步振蕩抑制裝置 6 研制內(nèi)容： 實 現(xiàn)次同步振蕩抑制裝置測量技術；實現(xiàn)次同步振蕩抑制裝置的參數(shù)整定，使得在系統(tǒng)多種工況下能收到綜合最佳阻尼控制效果；實現(xiàn)次同步振蕩抑制裝置的保護策略、安全策略、多機之間協(xié)調(diào)策略；實現(xiàn)次同步振蕩建模、仿真、測試技術。 美國電科院（ EPRI）在 2021 年已經(jīng)進行了鋰離子電池系統(tǒng)的相關測試工作，在 2021 年的儲能項目研究規(guī)劃中，將開展鋰離子電池用于分布式儲能的研究和開發(fā)，包括 2kW/4kWh， 50kW/200kWh， 100kW/400kWh 的鋰離子電池儲能系統(tǒng)；同時，美國電科院在 2021 年還將開展 兆瓦級（ 1MW）鋰離子電池儲能系統(tǒng)的示范應用，主要用于電力系統(tǒng)的頻率和電壓控制以及平滑風電功率波動等 。國外在風電場接入電網(wǎng)的相關標準、測試方法以及測試設備方面已經(jīng)開展了較長時間的研究， 并完成了測試條件的建設。 關 鍵設備的 研制和有效應用是全面建設智能電網(wǎng)的基礎和前提 ， 關鍵設備的技術突破是檢驗智能電網(wǎng)達到國際領先水平的重要標志。 光伏發(fā)電并網(wǎng)技術 我國也 處于起步階段。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。開展風電場 /光伏電站有功 /無功功率控制裝置示范應用。 B) 大容量化學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鍵生產(chǎn)設備的研發(fā)，開展電池組串并聯(lián)設 計方案研究，開展鈉硫電池模塊系統(tǒng)設計和工藝設計，研制生產(chǎn)裝備、建設測試平臺，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、成套技術和測試技術，分階段開展鈉硫電池儲能系統(tǒng) 100kW、 MW 級及 10MW 級化學電池儲能裝置在間歇式電源接入、電網(wǎng)削峰填谷、大型應急電源及用戶側(cè) UPS 等方面的示范應用，并根據(jù)試運行評估結(jié)果，逐步完善大容量化學電池儲能技術。 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、重復建設等局面，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。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。 3） 在線預警：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，以及對被報設備進行定位。 1000kV直流隔離開關、避雷器、電流互感器和絕緣子樣機研制。 現(xiàn)有的技術和設備水平尚不能完全滿足 今后特高壓設備大容量、遠距離、更經(jīng)濟、效率更高的要求。因線路狀態(tài)監(jiān)測技術發(fā)展和應用時間并不是太長，加上專業(yè)性要求高，對桿塔和基礎類運行狀態(tài)參數(shù)如桿塔應力、基礎滑移、接地腐蝕等進行監(jiān)測的裝置還未投入廣泛使用。制定光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)規(guī)范。在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方面雖然沒有技術障礙，但是大容量換流器的模塊化、級聯(lián)及控制保護等技術還不是十分成熟，而且其中的關鍵器件仍然依賴進口；需要研制大容量化學電池儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置和管理系統(tǒng)。 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)濟運行控制技術研究尚處在起步階段； 250MW 及以上設備國產(chǎn)化在國內(nèi)尚屬空白。 在梯級水電站群經(jīng)濟運行領域中，國外經(jīng)過多年研究和發(fā)展，理論嚴謹，算法成熟，軟件實用性強，商品化程度高 。 2 1 發(fā)電環(huán)節(jié) 國內(nèi)外現(xiàn)狀 常規(guī) 發(fā) 電 國外目前 對于發(fā)電廠快速并入高壓網(wǎng)裝置與調(diào)速器、勵磁控制系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)控制技術的研究已經(jīng)成熟，具備可靠、抗干擾能力強、精度高、自診斷 技術先進等特點 ； 在過去幾年中，基于分層分區(qū) 控制技術的二 /三次 無功電壓自動控制 AVC技術 在法國和意大利等歐洲電網(wǎng)得到應用，并取得明顯的控制效果 ； 火電機組次同步振蕩抑制裝置 SSO 方面，國外開展 研究 也 比較早 并有多種相關產(chǎn)品投入 工程應用 ； 國外先進國家的水電廠自動化系統(tǒng)可靠 性高但 自動化設備發(fā)展緩慢，目前在我國國際招標項目中不再有競爭優(yōu)勢。但國內(nèi)外對抽水蓄能機組這些輔助功能的可靠性、智能性研究較少。在儲能元件制造技術方面，雖然有一定的基礎，但研究的規(guī)模、深度和實用化程度方面距國外先進水平差距不小。 F) 兆瓦級光伏并網(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)場示范運行；掌握光伏逆變器并網(wǎng)特性測試方法、接入技術導則的測試方法。 國內(nèi) 目前 已有多家研究機構和公司研制開發(fā)出多種輸電線路本體、氣象及通道環(huán)境監(jiān)測裝置，包括導線溫度、導地線微風振動、舞動，絕緣子串風偏，絕緣子泄漏電流、鹽密，桿塔傾斜、桿塔振動，微氣象、圖像 /視頻，桿塔防盜等監(jiān)測裝置，這些裝置已在特高壓交流示范工程、 30 多個大跨越線路、跨區(qū)線路以及各電壓等級的重要線路中投入使用。因此必須研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的換流閥和直流場關鍵設備。 1000kV 高端換流變壓器、穿墻套管的關鍵技術問題解決方案；完成177。在監(jiān)測到出現(xiàn)極端惡劣氣 候條件，以及嚴重外力破壞、火災、地質(zhì)等線路災害時，能及時進行災害預警、定位。提出交直流并列運行對直流換流變偏磁的影響特性、抑制措施。因此 對輸電線路狀態(tài)監(jiān)測工作進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準和統(tǒng)一建設，開發(fā)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中心系統(tǒng)顯得尤為重要和迫切。 C) 大容量化學電池儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置 研制內(nèi)容： 針對化學電池儲能的特性，研制與其相適用的電池儲能能量轉(zhuǎn)換裝置及其附屬控制保護設備，研究高轉(zhuǎn)換效率的變流（整流、逆變）器主電路拓撲，探討器件級聯(lián)、多電平、變壓器多重化、逆變橋并聯(lián)和鏈式結(jié)構等技術，以增加能量轉(zhuǎn)換容量和提高耐壓水平，并進行主回路的優(yōu)化設計。 B) 間歇式電源發(fā)電功率預測與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 研制內(nèi)容： 建立統(tǒng)一的風電場、太陽能發(fā)電功率預測與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，主要任務有： 1）設計風力發(fā)電、太陽能發(fā)電與調(diào)度系統(tǒng)的接口； 2）編制包含風力發(fā)電、太陽能發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方案； 3）實現(xiàn)風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等預測功能； 4）開發(fā)并實現(xiàn)具有統(tǒng)一接口的包含風力發(fā)電、太陽能發(fā)電出力預測的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。 發(fā)展趨勢 常規(guī) 發(fā) 電 為了提升發(fā)電廠的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行水平、機組的可測可控可調(diào)性，并最終實現(xiàn)并網(wǎng)接入快速化、安全化、標準化和智能化，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，需要研制梯級水電站群經(jīng)濟運行優(yōu)化調(diào)度控制平臺，解決工程實用化問題；為了降低常規(guī)電源的運營成本，為機組的安全運行、優(yōu)化調(diào)度和檢修指導提供有力的技術支持，需要研制大型水電站機組設備狀態(tài)監(jiān)測與故障分析系統(tǒng)；隨著我國串補輸電工程、高壓直流 輸電工程不斷增多， FACTS 設備、風力發(fā)電等的不斷發(fā)展，次同步振蕩抑制問題更加突出，迫切需要進行次同步振蕩抑制裝置研制。 大規(guī)模儲能 世界發(fā)達國家電網(wǎng)調(diào)峰能力強，快速調(diào)節(jié)電源比例很高。 國家電力公司 2021 年中即提出： 建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的階段性目標是： 2021 年前，完成發(fā)展規(guī)劃的制訂，開展關鍵技術設備研發(fā)和試點工作；到 2021 年，在關鍵技術和設備上實現(xiàn)重大突破和廣泛應用。國外企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，依靠風電技術領域的壟斷地位和完善的試驗手段，已將風機整機控制系統(tǒng)，包括大功率變流器、主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)作為標準產(chǎn)品為大型風電系統(tǒng)配套，基本占據(jù)了國內(nèi)的市場。 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、電源應急以及平穩(wěn)風電的示范應用。研制大機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。 8 H) 兆瓦級垂直軸風力發(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，研制兆瓦級垂直軸風力發(fā)電機組的變流器，重點解決垂直軸風電機組的變速恒頻控制技術。但在智能化高壓直流輸電技術領域國外也處于概念研究階段，還有許多基礎理論性的問題需要解決。與國外發(fā)達國家相比，我國在特高壓輸變電技術方面處于國際領先水平。 D) 輸電線路桿塔集成監(jiān)測裝置 研制內(nèi)容 ： 研究導線覆冰、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，開發(fā)出遵守標準通信規(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。 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)構和編制。研制出國產(chǎn)化的 1000kV 級交流變壓器出線裝置等。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)關鍵設備，并通過相關的試驗驗證，于 2021 年在上海南匯風電場掛網(wǎng)運行。研制垂直軸風力發(fā)電機組主控系統(tǒng)。 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： 研制風電場和光伏電站有功及頻率控制裝置。 我國 儲能技術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。在風電機組低電壓穿越的實現(xiàn)技術方面 ，國外也起步較早 ，目前主流的雙饋、直驅(qū)風電機組大多具備了低電壓穿越能力。1000kV 特高壓設備關鍵技術研究 ......................................................... 12 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置 .......................................................................... 12 A) 輸電線路導線運行狀態(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)測中心系統(tǒng) ................................................................... 13 柔性交流輸電關鍵設備 .......................................................................... 14 A) 靜止無功補償器（ SVC） ....................................................................... 14 B) 可控并聯(lián)電抗器（ CSR） ....................................................................... 14 C) 靜止同步補償器（ STATCOM） ............................................................... 15 D) 串補 /可控串補（ FSC/TCSC） ................................................................. 15 E) 故障電流限制器（ FCL） ........................................................................ 15 F) 靜止同步串聯(lián)補償器（ SSSC） ............................................................... 15 G) 統(tǒng)一潮流控制器（ UPFC） .