日前，國家自然科學(xué)基金委公布2019年度國家自然科學(xué)基金委員會與英國工程與自然科學(xué)研究理事會合作研究項(xiàng)目。中國電力科學(xué)研究院牽頭申報項(xiàng)目“交直流柔性互聯(lián)的城市能源系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行與故障恢復(fù)”獲批立項(xiàng)。中國電科院深入貫徹落實(shí)國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)揮多學(xué)科綜合科研優(yōu)勢和高端人才密集優(yōu)勢，2019年共獲批14項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，獲國家科技進(jìn)步獎3項(xiàng)、中國專利獎4項(xiàng)、省部級科學(xué)技術(shù)獎60項(xiàng)、中國電力科學(xué)技術(shù)獎31項(xiàng)、電力創(chuàng)新大獎4項(xiàng)、公司科學(xué)技術(shù)獎79項(xiàng)。這些科技創(chuàng)新成果為電網(wǎng)安全、智能、綠色發(fā)展提供新動能。
加強(qiáng)新興技術(shù)研究，多角度提升電網(wǎng)智能化水平
2019年12月31日，新一代電力調(diào)度自動化系統(tǒng)支撐平臺和人機(jī)云終端研發(fā)完成，并在原型系統(tǒng)上完成集成調(diào)試。這一系統(tǒng)是國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大電網(wǎng)智能調(diào)度與安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”等科技項(xiàng)目的重要成果。
在國家電力調(diào)度控制中心組織下，中國電科院與南瑞集團(tuán)、清華大學(xué)等單位合作開展系統(tǒng)研發(fā)。新一代電力調(diào)度自動化系統(tǒng)引入“互聯(lián)網(wǎng)+”理念和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能等新技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)信息感知、全系統(tǒng)協(xié)同控制、全過程在線決策、全時空優(yōu)化平衡、全方位負(fù)荷調(diào)度。系統(tǒng)的研發(fā)建設(shè)將進(jìn)一步提升電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)支撐能力，有力保障大電網(wǎng)安全運(yùn)行、清潔能源消納和電力市場化運(yùn)作。
中國電科院將“大云物移智”等先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)能源電力技術(shù)深度融合，為形成全面感知、全程在線、全要素互聯(lián)的能源電力新業(yè)態(tài)注入新活力。
智能感知是實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)收集分析的重要基礎(chǔ)。中國電科院開展了多項(xiàng)傳感關(guān)鍵技術(shù)研究。該公司研發(fā)的新型物聯(lián)網(wǎng)電子標(biāo)簽(eRFID)具有離線讀取和在線感知雙重功能，具備標(biāo)識、定位、位移、傾斜、振動、溫度等多參量感傳一體化特征，基于場-端-云同步數(shù)據(jù)源構(gòu)建廣域資產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)。
目前，新型物聯(lián)網(wǎng)電子標(biāo)簽已在吉林松原、白城9縣市200臺配電變壓器上部署，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)在線、遠(yuǎn)程盤點(diǎn)、異動監(jiān)控等，減少現(xiàn)場巡檢及數(shù)據(jù)維護(hù)工作量30%以上。此外，中國電科院還開展了隧穿磁阻電流傳感器、微納電場傳感器等新型電參量傳感器研制，并研發(fā)面向輸配電的多參量、低功耗邊緣智能終端。
新一代智能電能表研究不僅與居民生活息息相關(guān)，也為配電網(wǎng)精準(zhǔn)搶修、電力現(xiàn)貨市場交易等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集、電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中臺建設(shè)提供了支撐。
中國電科院與多家主流電能表廠商合作，完成了“多芯”模組化設(shè)計(jì)理念的智能電能表的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了非計(jì)量芯的獨(dú)立升級，突破了以往電能表不能遠(yuǎn)程升級的限制，并具備靈活的數(shù)據(jù)采集能力和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲能力。
在江蘇、浙江、重慶、山東、河南等試點(diǎn)應(yīng)用地區(qū)，居民客戶能通過有序充電模塊實(shí)現(xiàn)電動汽車的有序充電，極大節(jié)約電費(fèi)支出。供電企業(yè)能通過負(fù)荷識別模塊實(shí)現(xiàn)居民客戶家庭電器組成精確辨識，為指導(dǎo)客戶科學(xué)合理用電提供技術(shù)支撐，促進(jìn)居民客戶與電網(wǎng)的友好互動。
加強(qiáng)安全穩(wěn)定技術(shù)研究，全方位護(hù)航電網(wǎng)安全運(yùn)行
2019年12月，中國電科院搭建了具備電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、仿真計(jì)算、智能分析等功能的國家電網(wǎng)規(guī)劃仿真計(jì)算分析平臺。該平臺能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與調(diào)度運(yùn)行“統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一計(jì)算”，支持用戶量超過200個、計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)量超過6萬個、變壓器數(shù)量超過2萬臺、線路數(shù)量超過3萬條的公司全區(qū)域輸電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同研究。平臺的搭建首次為電網(wǎng)科學(xué)規(guī)劃工作提供了統(tǒng)一、靈活、高效的技術(shù)支持，同時為“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
依托國家電網(wǎng)新一代仿真平臺，2019年，中國電科院面向大電網(wǎng)分析的多直流電磁暫態(tài)建模仿真技術(shù)取得突破，全面建成了國內(nèi)所有在運(yùn)直流工程的高保真高效模型，在保證精度的前提下大幅降低計(jì)算復(fù)雜度，全網(wǎng)仿真進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時間縮短到1秒內(nèi)、計(jì)算速度提升20倍以上。該技術(shù)已成功應(yīng)用于國-分-省三級調(diào)度的電網(wǎng)生產(chǎn)中，為支撐電網(wǎng)清潔低碳、安全高效運(yùn)行提供了重要支撐，標(biāo)志著我國交直流電網(wǎng)仿真分析技術(shù)水平邁上新的臺階。
2019年9月15日，世界首例GIL用于跨江特高壓輸電的蘇通特高壓GIL綜合管廊正式投運(yùn)，中國電科院提出的特高壓GIL及架空混合線路保護(hù)技術(shù)方案在該工程中獲得全面應(yīng)用。該方案首次提出線路保護(hù)分區(qū)配置的策略，能夠準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生區(qū)段，保證在線路任意位置發(fā)生故障時均能正確識別故障區(qū)段，并應(yīng)用不同的重合策略，有效防止故障對系統(tǒng)的二次沖擊及對GIL絕緣的破壞。這一技術(shù)突破填補(bǔ)了特高壓GIL及架空混合線路繼電保護(hù)技術(shù)方案的空白。
2019年9月26日，±1100千伏昌吉—古泉特高壓直流輸電工程投運(yùn)。中國電科院完成了±1100千伏特高壓直流過電壓、外絕緣、電磁環(huán)境等技術(shù)攻關(guān)，成功研制換流變、平抗、復(fù)合絕緣子等關(guān)鍵設(shè)備，攻克和突破了系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制、復(fù)雜環(huán)境外絕緣特性、過電壓、電磁環(huán)境控制指標(biāo)等關(guān)鍵技術(shù)難題，有力支撐工程建設(shè)。
在我國湖北、湖南、遼寧、安徽等地區(qū)，導(dǎo)線覆冰舞動災(zāi)害頻發(fā)，中國電科院基于國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“極端條件下的大區(qū)域電網(wǎng)設(shè)施安全保障技術(shù)”等科技項(xiàng)目，研發(fā)了具有邊緣計(jì)算功能的輸電線路舞動智能監(jiān)測裝置，突破了以往監(jiān)測裝置可靠性差、集成度低和數(shù)據(jù)處理能力弱等技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了對舞動災(zāi)害重點(diǎn)區(qū)域重要線路的全面感知，填補(bǔ)了相應(yīng)領(lǐng)域國內(nèi)外研究空白，也標(biāo)志著公司建成了首個基于邊緣計(jì)算技術(shù)的輸電線路風(fēng)振特征監(jiān)測體系。
2019年10月，中國電科院與國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司合作，建立了我國視頻監(jiān)控覆蓋地域最廣、接入數(shù)量最多的國家電網(wǎng)公司基建安全質(zhì)量信息監(jiān)控中心。監(jiān)控中心綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，全面對接27個省級電力公司基建現(xiàn)場作業(yè)視頻和安全質(zhì)量管理信息，可同時接入風(fēng)險視頻1000路，具備工程項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)、風(fēng)險遠(yuǎn)程抽查、違章作業(yè)處置等多項(xiàng)業(yè)務(wù)功能，提升了電網(wǎng)基建管理的信息感知、數(shù)據(jù)共享和智能預(yù)警能力。
加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲互動技術(shù)研究，多維度助推電網(wǎng)綠色發(fā)展
儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。以鋰離子電池為主體的電化學(xué)儲能是大規(guī)模儲能技術(shù)的重要發(fā)展方向，然而，鋰離子電池本身存在熱失控的安全風(fēng)險，并極易由此引發(fā)系統(tǒng)性火災(zāi)。
中國電科院研發(fā)了鋰離子電池儲能集裝箱消防系統(tǒng)，能在15秒內(nèi)撲滅明火，且24小時內(nèi)電池不復(fù)燃，有效解決了傳統(tǒng)滅火方式對鋰離子電池火災(zāi)不具備明顯抑制作用、無法防止電池復(fù)燃等問題。消防系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)應(yīng)用需要靈活配置，可廣泛應(yīng)用于大規(guī)模儲能、分布式儲能、電動汽車等多個領(lǐng)域。
新能源發(fā)電存在著機(jī)組機(jī)型多、并網(wǎng)特性差異大、現(xiàn)場試驗(yàn)工況有限等約束下仿真模型通用性和準(zhǔn)確性難以兼顧等問題，中國電科院全面掌握新能源發(fā)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)通用化建模及參數(shù)整定技術(shù)，完成了30余個類型風(fēng)機(jī)和27個類型光伏逆變器的參數(shù)整定工作，技術(shù)覆蓋80%新能源并網(wǎng)容量；建立了新能源基地經(jīng)特高壓直流送出系統(tǒng)的數(shù)?；旌戏抡嫫脚_，建成了主控和變流控制器在環(huán)的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)特性評價系統(tǒng)，有力保障了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
近年來，大量具有間歇性、隨機(jī)性的分布式電源接入電網(wǎng)，極大地增加了電網(wǎng)復(fù)雜性和管控難度，對電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。
2019年，中國電科院牽頭的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“分布式可再生能源發(fā)電集群并網(wǎng)消納關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”取得重大突破。面向工業(yè)園區(qū)集中式接入與農(nóng)村戶用分散式接入的分布式電源靈活并網(wǎng)裝備及群控群調(diào)系統(tǒng)成功應(yīng)用于該項(xiàng)目位于安徽金寨的示范工程中，極大提高了分布式能源靈活并網(wǎng)和高效利用水平。安徽金寨光伏用戶的發(fā)電收益也因此得到極大提升，通過項(xiàng)目研發(fā)成果應(yīng)用，鐵沖鄉(xiāng)前營村村民李西術(shù)家的光伏發(fā)電年均收益從1400元提升到2600元。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)電量的有效消納，也標(biāo)志著我國在分布式可再生能源高效利用方面處于國際領(lǐng)先地位。
針對當(dāng)前分布式能源站存在的規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理、生產(chǎn)運(yùn)行效率低、設(shè)備設(shè)施利用率不高等問題，2016年開始，中國電科院與國網(wǎng)上海綜合能源服務(wù)公司合作，開發(fā)了基于分布式低碳能源站多空間尺度能源互聯(lián)互濟(jì)規(guī)劃與運(yùn)行平臺軟件。2019年3月，平臺在上海世博B片區(qū)央企總部能源中心開展試點(diǎn)應(yīng)用，提高能源站運(yùn)行效率10%以上，為綜合能源服務(wù)多能供應(yīng)、能源站代維托管等服務(wù)提供了技術(shù)支撐。
2020年，中國電科院將圍繞公司戰(zhàn)略目標(biāo)，深入開展能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略謀劃和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，加緊步伐建設(shè)世界一流的電力科研機(jī)構(gòu)、技術(shù)咨詢機(jī)構(gòu)和權(quán)威質(zhì)檢認(rèn)證機(jī)構(gòu)。
