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近日，國家能源局和科學(xué)技術(shù)部印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），擘畫了能源科技創(chuàng)新發(fā)展藍(lán)圖，是我國在“兩個一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期推進(jìn)能源技術(shù)革命的綱領(lǐng)性文件。電網(wǎng)科技創(chuàng)新是能源科技創(chuàng)新的重要組成部分，加快推進(jìn)電網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新對支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建、促進(jìn)能源高質(zhì)量發(fā)展和帶動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級具有重要意義。

　　我國電網(wǎng)科技發(fā)展面臨的形勢

　　“十三五”期間，我國電網(wǎng)科技創(chuàng)新取得豐碩成果。一是直流輸電技術(shù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，多端混合直流輸電、柔直電網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)取得重大突破和工程應(yīng)用，實現(xiàn)從“跟跑者”到“引領(lǐng)者”的跨越。二是交流輸電技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)深化，大跨越、海底電纜等技術(shù)不斷突破；加快大容量STATCOM、新一代同步調(diào)相機(jī)等技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用，使電網(wǎng)更加靈活堅強(qiáng)、綠色智能。三是配網(wǎng)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，創(chuàng)新培育了交直流混合配電網(wǎng)、智能微電網(wǎng)、新型儲能等一批新技術(shù)、新業(yè)態(tài)。

　　然而，在電網(wǎng)科技創(chuàng)新方面仍然存在一些問題，主要表現(xiàn)為：高比例新能源并網(wǎng)，加大了系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)和穩(wěn)定控制難度，“雙高”系統(tǒng)下電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)理論和穩(wěn)定機(jī)理認(rèn)知不足；部分電網(wǎng)技術(shù)裝備“卡脖子”問題依然存在，大型變壓器調(diào)壓開關(guān)、直流電纜絕緣料與屏蔽料等部件和材料被國外壟斷；綠色低碳技術(shù)發(fā)展對電網(wǎng)綠色低碳轉(zhuǎn)型支撐不夠，原創(chuàng)性、引領(lǐng)性技術(shù)偏少，一些低碳技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用電壓等級較低、覆蓋面較窄。

　　進(jìn)入“十四五”，在“雙碳”目標(biāo)背景下我國電網(wǎng)發(fā)展面臨新能源消納壓力增大、系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活性欠缺、電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長內(nèi)生動力不足等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，迫切需要充分發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用，加快建成安全可靠、綠色高效的先進(jìn)電網(wǎng)，支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建和助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。

　　加快推進(jìn)落實電網(wǎng)科技創(chuàng)新任務(wù)

　　在電網(wǎng)科技創(chuàng)新領(lǐng)域，《規(guī)劃》提出要加快開展新能源友好并網(wǎng)、電力系統(tǒng)仿真分析及安全高效運(yùn)行、交直流混合配電網(wǎng)、新型柔性交直流輸電、遠(yuǎn)海風(fēng)電送出、數(shù)字化智能化等關(guān)鍵技術(shù)裝備的集中攻關(guān)和示范試驗，以支撐大規(guī)模高比例新能源并網(wǎng)、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和促進(jìn)電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

　　新能源并網(wǎng)及主動支撐技術(shù)。新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過程中，新能源的大量接入將導(dǎo)致機(jī)組出力波動性加大、系統(tǒng)慣量降低、無功支撐能力下降，對電網(wǎng)的持續(xù)供電和安全穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)，為此亟須突破新能源發(fā)電參與電網(wǎng)頻率/電壓/慣量調(diào)節(jié)的主動支撐控制、自同步控制、寬頻帶振蕩抑制等關(guān)鍵技術(shù)。同時，“十四五”期間我國將依托大型新能源基地形成一批跨區(qū)輸電通道，實現(xiàn)清潔能源在全國更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，而新能源基地往往面臨地區(qū)電網(wǎng)架構(gòu)薄弱、缺少穩(wěn)定電源支撐等系統(tǒng)性問題，未來亟須研究并示范無常規(guī)電源支撐的新能源直流外送基地主動支撐技術(shù)以及新能源孤島直流接入的先進(jìn)協(xié)調(diào)控制技術(shù)等。

　　電力系統(tǒng)仿真分析及安全高效運(yùn)行技術(shù)。仿真分析是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運(yùn)行控制的基礎(chǔ)，高比例新能源接入帶來的電力電子設(shè)備數(shù)量將呈指數(shù)級增長，精確高效仿真難度增大，亟須研發(fā)電力電子設(shè)備/集群精細(xì)化建模與高效仿真技術(shù)。在運(yùn)行控制方面，為攻克新型電力系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量多、分布廣等難題，需突破具有經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與安全穩(wěn)定自我感知能力的源網(wǎng)荷儲多元接入的多級調(diào)度協(xié)同、廣域協(xié)調(diào)安全穩(wěn)定控制技術(shù)；高比例新能源系統(tǒng)的運(yùn)行控制高度依賴信息通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)系到國家能源電力安全，亟須開展電網(wǎng)遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊等非常規(guī)安全風(fēng)險識別及防范技術(shù)研究，突破基于國產(chǎn)自主工控芯片的控制保護(hù)系統(tǒng)，提高非常規(guī)狀態(tài)電網(wǎng)安全穩(wěn)定防御和應(yīng)急處理能力。

　　交直流混合配電網(wǎng)靈活規(guī)劃運(yùn)行技術(shù)。交直流混合配電網(wǎng)為各類電源和多元化用戶創(chuàng)造了方便、靈活、便捷的接入條件，是未來配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向。我國已在江蘇、廣東、北京等地建成多項示范工程，探索研究了配網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、故障分析與自愈控制等關(guān)鍵技術(shù)以及兼具可靠性和靈活性的城市能源輸配用新模式?？傮w來說，交直流混合配電網(wǎng)的發(fā)展剛起步，未來要實現(xiàn)配電網(wǎng)分布式電源有序接入、靈活并網(wǎng)和多種能源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度，有效提升配電網(wǎng)的韌性和運(yùn)行效率，需要在多電壓等級交直流混合配電網(wǎng)靈活組網(wǎng)規(guī)劃、中低壓配電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同運(yùn)行等方面加強(qiáng)攻關(guān)研究。

　　新型交/直流輸電裝備技術(shù)。我國先后建成投運(yùn)30余條高壓直流輸電工程，在華東、華南等受端地區(qū)已形成多回直流饋入的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)多饋入直流連續(xù)換相失敗，將對受端電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。因此，亟須開展多饋入直流系統(tǒng)換相失敗綜合防治技術(shù)研究，通過研制新型直流換流裝備，為解決換相失敗問題提供新的有效手段。為避免新能源故障期間出現(xiàn)大規(guī)模脫網(wǎng)，需研究新型無功補(bǔ)償裝備，有效抑制新能源系統(tǒng)過電壓水平，提高新能源無功電壓支撐能力。另外，隨著直流工程建設(shè)的快速發(fā)展，換流站選址越來越困難，未來還需研究有源濾波、混合濾波等新型柔性交流裝備，以減少換流站占地面積，節(jié)約寶貴土地資源。

　　大容量遠(yuǎn)海風(fēng)電友好送出技術(shù)。2021年我國海上風(fēng)電增量占全球的80%，累計裝機(jī)規(guī)模已超26吉瓦，躍居世界第一。我國海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢是朝著遠(yuǎn)距離、大規(guī)模方向發(fā)展，柔直技術(shù)是目前遠(yuǎn)海風(fēng)電并網(wǎng)的主要技術(shù)路線。未來，高壓大容量和輕型緊湊化是海上柔直送出技術(shù)的發(fā)展方向，需要攻克輕型緊湊化海上柔直拓?fù)浼爸骰芈穮?shù)設(shè)計、大容量直流海纜及附件材料制造等關(guān)鍵技術(shù)。此外，低頻輸電技術(shù)在遠(yuǎn)海風(fēng)電送出場景也具有應(yīng)用潛力，未來需要在低頻系統(tǒng)方案構(gòu)建及控制保護(hù)技術(shù)、低頻系統(tǒng)過電壓保護(hù)和絕緣配合技術(shù)、低頻系統(tǒng)短路開斷技術(shù)等方面進(jìn)行攻關(guān)。

　　電網(wǎng)數(shù)字化智能化技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)為傳統(tǒng)電網(wǎng)的賦能升級提供了技術(shù)手段，以數(shù)字孿生為代表的數(shù)字技術(shù)可實現(xiàn)在電網(wǎng)物理系統(tǒng)基礎(chǔ)上同構(gòu)虛擬化的數(shù)字系統(tǒng)，利用數(shù)字系統(tǒng)挖掘數(shù)據(jù)信息，提升對電網(wǎng)物理系統(tǒng)的診斷、預(yù)測、決策和管理水平。智能化技術(shù)可應(yīng)對系統(tǒng)復(fù)雜性和不確定性，提升電網(wǎng)智能水平，在電力調(diào)度、市場交易、需求側(cè)響應(yīng)等多個場景具有應(yīng)用潛力。未來電網(wǎng)應(yīng)與新一代信息技術(shù)融合發(fā)展，開展電力智能傳感、智能機(jī)器人、數(shù)字孿生、人工智能與區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計算、智能運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù)研究。