“十三五”电力科技重大方向及关键技术

二、“十三五”电力科技重大方向及关键技术从落实国家能源发展战略、解决能源支撑我国经济社会发展、推进全球能源可持续发展等重大问题，“十三五”期间，在电网方面，以逐步提高可再生能源发电量在总用电量中的比例为核心目标，需要重点开展智能电网重大技术研发，超前部署我国新一代能源系统及全球能源互联网关键技术研究;在发电方面，以优化能源结构、提高非化石能源占一次能源消费比重、重点发展水利发电、安全发展核电技术。“十三五”期间，我国电力科技领域将重点开展9个重大技术方向的38项关键技术研究工作。　　智能电网技术智能电网已经成为全球电网发展和进步的大趋势，欧美等发达国家已经将其上升为国家战略。我国在智能电网关键技术、装备和示范应用方面具有良好的发展基础和国际竞争力。智能电网技术体系涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度等多个环节。　　1、大规模可再生能源并网调控技术目前，我国新能源发电并网容量已处于世界前列，风电和光伏发电累计并网容量分别跃居全球**和第二位。但风电与光伏发电的间歇性与随机性特征，难与适应电力生产消费的同时性要求，全国范围内部分时段存在弃风、弃光问题，需要在大容量储能技术在核心指标上取得重大突破。重点突破大规模可再生能源基地电力外送与调控、大规模分布式能源灵活并网运行控制、常规/供热机组调节能力提升与弹性控制、新型大容量电力储存、海洋平台电力系统互联与稳定控制、海上风电/光伏发电接入与送出等一批核心关键技术。　　2、大电网柔性互联技术具备一定的技术基础和工程经验，存在主要问题是大容量、远距离输电能力仍显不足，适用于特殊场合的新型输电技术和更高电压等级的柔性直流输电技术尚待突破。重点突破500KV以下基于架空线的柔性直流输电技术，重点研发大容量柔性直流转换器等先进输变电设备;2020年，研制超高压柔性直流输电及组网成套装备。　　3、现代配电网多元用户供需互动用电技术随着配电网可再生分布式能源发电的高比例接入、大容量电动汽车充电设施的普遍设立，电网负荷峰谷差更加难以调整，传统的被动型配电网将难以适应这些新的需求与变化，需要采用主动配电网技术解决现代配电网建设中遇到的新问题。重点突破主动配电网规划技术、配电网与用户互动技术、高功率电动汽车充电的配电网适应性技术等。示范应用智能用电、电动汽车充电及电池梯级利用工程和新型电能替代设备。　　4、储能新技术目前抽水蓄能电站是电力系统大规模储能的主要形式，但抽水蓄能电站受地理位置和水资源的限制，随着新型储能电池研究的深入运行，“十三五”期间将是新型化学储能技术逐步向大容量、高效率、长寿命发展阶段，并有望进入商业化阶段。重点研究新型化学储能技术：针对大规模可再生能源消纳的新型化学储能系统应用技术;功率为兆瓦级的新型电能与其他能源形式的转化装备;重点突破用于电力储能的百兆瓦级新型化学储能系统的集成与监控关键技术。　　我国新一代能源系统技术能源开发实施清洁替代，能源消费实施电能替代，是人类用能模式的发展趋势与**目标。构建新一代能源系统，需要重点研究解决源端、受端和传输的一系列重大科学和工程技术问题。　　1、源端综合能源电力系统关键技术我国国民经济和能源电力发展面临严峻形式，化石能源带来严重雾霾，急需大规模、高比例开发利用可再生能源。需要寻求消纳具有间歇性、随机性的可再生能源的综合解决方案，构建以可再生能源为主的源端综合能源电力系统。重点研究以电网为主干、涵盖大规模可再生能源的综合能源电力系统仿真技术;示范应用可再生能源制氢工程。　　2、受端综合能源电力系统关键技术传统电力系统不支持多种一次和二次能源相互转化和互补，既难以支撑高比例分布式清洁能源电力接入电力系统，又不适应大量分布式光伏发电、小型风电、冷热电三联供、电动汽车、蓄电池、氢能等“即插即用”式设备的接入。重点研究受端综合能源电力系统规划运行技术，2020年掌握受端多种能源网融合规划、高渗透分布式能源接入和利用的一系列关键技术。构建受端综合能源电力系统仿真平台。建成多个冷、热、电综合能源电力系统的示范工程。　　3、未来我国西部直流电网技术我国西部直流电网目前仅为概念构想，利用前沿输电技术将西南地区的水能、“三北”地区的太阳能和风能汇集并连接成多个地区性直流电网，利用输电技术及直流电压变换技术送往中东部负荷中心区域，提高电压等级和输电容量是直流网络需要解决的关键问题。重点研究直流组网的理论和技术，2020年开展示范应用西部多可再生能源基地直流网及送出工程的前期工作　　全球能源互联网技术全球能源互联网技术是基于清洁能源主导、能源消费电气化和全球配置能源资源的思路，解决可再生能源大规模利用在空间和时间上扩展的前瞻性技术问题。“十三五”期间，需要研究全球能源互联网战略规划技术;重点突破适用于大容量、远距离输电技术，以及大电网安全稳定运行和控制技术等。　　1、全球能源互联网战略规划技术全球能源互联网规模大、结构复杂，需要在规划分析理论、市场空间预测、电力流格局规划和特大规模电网结构设计等方面开展重点攻关。2020年，建成全球风能、太阳能、海洋能等多种可再生能源资源数据库，客观和**掌握全球可再生能源的资源储量、分布情况和可开发规模。　　2、大容量、远距离输电技术与装备我国在特高压交直流输电技术总体上处于国际**水平。对于特高压直流的换流变压器、直流穿墙/换流变套管、直流场开关器件等高端装备少数核心器件的制造技术国内尚未完全掌握，需要“十三五”期间重点攻关。2020年，研制成功±1100kV特高压直流穿墙套管，提升直流输电重大装备、核心部件的国产化水平，核心部件自制率达到70%～90%，建立特高压直流受端分层接入示范工程，建成±1100kV特高压直流输电示范工程。　　高效清洁火力发电技术发展高效、清洁、低碳的燃煤发电技术与清洁的燃气发电技术是我国经济社会发展的迫切要求和维护国家安全的重大战略需要。其发展方向一是提高煤炭的能源利用率;二是降低发电机组的污染物排放浓度和总量;三是减少CO2的排放强度。