【科锐电气】国家电网的高手们都在秘密研究啥？

    提升电力科技技术水平，**国际输电技术发展。提升重大设备自主**能力，推动电工制造产业升级。促进能源清洁转型，优化能源资源配置。推动构建全球能源互联网。

    攻克芯片—器件—装置联合仿真方法与协同优化设计技术、定制化IGBT/FRD芯片设计与大规模芯片压接并联封装压力和电流均衡控制技术、基于电压电流过冲抑制的驱动保护与封装一体化技术、定制化IGBT长期可靠性等效试验方法、基于定制化IGBT器件的柔性直流输电装备优化设计技术等，力求突破国际技术的垄断和封锁，实现核心器件的自主化研制。

实现压接型超大功率IGBT器件自主研制，打破国际公司的技术和市场垄断，促进国产高压大功率IGBT器件产业化和规模应用。支撑我国电网装备技术**发展和电网系统的安全稳定运行，为国家**制造产业的发展贡献力量。

    围绕高压大容量及直流构网的应用需求，自主研制满足±500千伏、3000MW柔性直流电网工程的换流阀样机，构建不低于4000独立节点的阀控系统实时闭合数字仿真测试平台，建成世界头个电压等级±500千伏、单端容量较大（3000MW）的张北柔性直流电网示范工程。

    为北京地区提供26亿千瓦时的清洁能源，有效缓解张北地区高比例可再生能源的高效接纳和外送问题，预计可减少因弃风、弃光造成的经济损失达3亿元以上，对我国直流电网**电力装备的发展和实现由“中国制造”向“中国创造”转变起到促进作用。

    研制******的6500V/25A碳化硅MOSFET芯片、6500V/400A全碳化硅模块，研制全碳化硅电力电子变压器，并**实现35KV/5MVA柔性变电站中的示范应用，材料—器件—封装—装备应用全产业链协同发展，实现我国电力电子器件及输电装备领域的原始**。

    碳化硅器件规模应用于固态断路器、换流阀、有源滤波等已有装备，大幅减小体积、降低损耗、提高转换效率，或开发新装备，支撑更高电压、更大输送容量的柔性直流输电、灵活交流输电等输变电技术，为实现坚强智能电网、加速我国能源战略转型提供核心元器件及关键装备支撑。

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电力光纤到户助力“宽带中国”建设    

——“电力光纤到户关键技术研究与示范”项目

以建设T级电力光纤到户系统为目标，开展自主**研究，研制1000Gbps高速接入系统，揭示热场环境OPLC中光纤衰减变化机理，研制高速虚拟化PON系统，制定电力光纤到户系列标准，创建国内首套T级电力光纤到户系统，建设示范应用工程，为电力光纤到户规模化应用奠定坚实基础，形成可复制、可推广的电力光纤到户整体解决方案。

对比传统的光纤到户建设，节省工程投资约11.6%，避免资源重复建设与浪费，提高社会整体资源利用率，实现节能减排。强力支撑智能电网建设，推动“互联网+智慧能源”的资源整合和应用**，优化城市信息通道资源，**城市管理模式，实现“宽带中国”、“互联网+”国家发展战略，奠定我国在电力光纤到户领域的国际**地位。

理论层面：构建电池、充电与供电一体化安全防护体系；标准层面：制定一体化安全防护和互联互通技术规范及相关标准；应用层面：开发电动汽车充电设施互联互通平台，并在此平台基础上开发部署“电动汽车与智能电网、分布式能源融合系统”和“电动汽车一体化安全预警与智能保护控制系统”；示范层面：建立覆盖长三角区域的电动汽车与智能电网融合及互联互通综合示范工程。

通过跨界融合电动汽车、充电设施、智能电网、分布式能源、互联网+等技术，显著提升电动汽车基础设施安全性和使用方便性，加快电动汽车产业发展。通过建立电动汽车基础设施互联互通数据平台，支撑我国电动汽车及基础设施发展与运营保障，推动“互联网+电动汽车”商业模式**。

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。

    项目成果将**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**水平。项目将建立自主知识产权的核心技术体系，打造具有较强**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。

    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**世界大型交直流混联电网运行控制和保护技术的发展。

    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，**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。

    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**/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**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。项目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。

    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。

    围绕±500千伏直流电缆开发及应用的关键技术与难点，重点开展直流电缆绝缘设计基础、绝缘料与屏蔽料、电缆及附件设计与制造、电缆应用及环境适应性、电缆系统试验及运维技术等方面的系统研究。

    通过理论分析、仿真计算、实验研究、加工制造和试验评价，在直流电缆系统设计、材料开发、装置研制和试验评价技术方面取得突破，支撑±500千伏直流电缆产品制造及应用，为未来大电网柔性互联提供技术保障。

项目从模型与机制、设备与系统、工程示范等三个角度开展技术攻关。互动模型与机制设计研究市场竞争机制下用户用电和行为特征，设计面向需求侧主动响应的市场机制框架，建立特殊情况下的电力需求侧应急响应协调机制。互动设备与系统开发研究支持用户与电网双向互动的核心设备，开发基于互联网的家庭能效管理系统，研制电力供需互动服务平台及互动终端。互动工程示范验证研究示范建设方案，探索系统及设备测试方法，提出示范工程相关评价指标，形成用户与电网供需友好互动示范工程推广运营模式和建设指导意见。

在苏州与常州选择两个常住人口超过30万的城市区域开展示范验证，预计实现示范互动家庭用户综合能耗降低5.5%以上，示范区负荷峰谷差降低5.8%以上。以峰谷差每降低100万千瓦减少调频电源及输配电网配套投资85亿元估算，降低负荷峰谷差5.8%将在国内范围内产生千亿元以上的经济效益。

    结合互联网技术，推动电力供需关系从“网随荷动”向“网荷互动”转变，提高电力供给侧体系质量和效率，**售电侧市场化改革的发展方向。提升用户与电网供需友好互动水平，产生显著的经济和社会效益。

    以张家口可再生能源示范区建设和筹备低碳***为契机，打造覆盖智能电网全环节的综合示范工程，探索解决大规模可再生能源“并得上”和“送得出”难题，在可再生能源全额供电的前提下奥运专区的连续高可靠供电和低碳交通难题。

    从发、输、配、用、调等环节设置5项研究课题，拟重点突破：大容量储能系统应用相关技术、大型可再生能源基地多种能源汇集外送的柔性直流和交直流混联送出技术；可再生能源高精度功率预测技术、多能源互补协调调度与控制技术；多能互补的分布式能源与微网系统及其相关技术、交直流混合配电网技术；与可再生能源发电融合的电动汽车充电设施网络关键技术。

促进大规模可再生能源的开发利用，减少弃风、弃光，根据测算，应用项目成果后的年弃风/弃光率较应用前可降低3%，等效每年多消纳新能源电量2.4亿度。通过解决张家口千万千瓦级可再生能源送出难题，达到显著的节能减排目的，预计2020年张家口新能源高效消纳可节煤16.2万吨，等效减少二氧化碳排放59.4万吨。