【科銳電氣】國家電網的高手們都在秘密研究啥？

    提升電力科技技術水平，**國際輸電技術發(fā)展。提升重大設備自主**能力，推動電工制造產業(yè)升級。促進能源清潔轉型，優(yōu)化能源資源配置。推動構建全球能源互聯(lián)網。

    攻克芯片—器件—裝置聯(lián)合仿真方法與協(xié)同優(yōu)化設計技術、定制化IGBT/FRD芯片設計與大規(guī)模芯片壓接并聯(lián)封裝壓力和電流均衡控制技術、基于電壓電流過沖抑制的驅動保護與封裝一體化技術、定制化IGBT長期可靠性等效試驗方法、基于定制化IGBT器件的柔性直流輸電裝備優(yōu)化設計技術等，力求突破國際技術的壟斷和封鎖，實現(xiàn)核心器件的自主化研制。

實現(xiàn)壓接型超大功率IGBT器件自主研制，打破國際公司的技術和市場壟斷，促進國產高壓大功率IGBT器件產業(yè)化和規(guī)模應用。支撐我國電網裝備技術**發(fā)展和電網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，為國家**制造產業(yè)的發(fā)展貢獻力量。

    圍繞高壓大容量及直流構網的應用需求，自主研制滿足±500千伏、3000MW柔性直流電網工程的換流閥樣機，構建不低于4000獨立節(jié)點的閥控系統(tǒng)實時閉合數(shù)字仿真測試平臺，建成世界頭個電壓等級±500千伏、單端容量較大（3000MW）的張北柔性直流電網示范工程。

    為北京地區(qū)提供26億千瓦時的清潔能源，有效緩解張北地區(qū)高比例可再生能源的高效接納和外送問題，預計可減少因棄風、棄光造成的經濟損失達3億元以上，對我國直流電網**電力裝備的發(fā)展和實現(xiàn)由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉變起到促進作用。

    研制******的6500V/25A碳化硅MOSFET芯片、6500V/400A全碳化硅模塊，研制全碳化硅電力電子變壓器，并**實現(xiàn)35KV/5MVA柔性變電站中的示范應用，材料—器件—封裝—裝備應用全產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)我國電力電子器件及輸電裝備領域的原始**。

    碳化硅器件規(guī)模應用于固態(tài)斷路器、換流閥、有源濾波等已有裝備，大幅減小體積、降低損耗、提高轉換效率，或開發(fā)新裝備，支撐更高電壓、更大輸送容量的柔性直流輸電、靈活交流輸電等輸變電技術，為實現(xiàn)堅強智能電網、加速我國能源戰(zhàn)略轉型提供核心元器件及關鍵裝備支撐。

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電力光纖到戶助力“寬帶中國”建設    

——“電力光纖到戶關鍵技術研究與示范”項目

以建設T級電力光纖到戶系統(tǒng)為目標，開展自主**研究，研制1000Gbps高速接入系統(tǒng)，揭示熱場環(huán)境OPLC中光纖衰減變化機理，研制高速虛擬化PON系統(tǒng)，制定電力光纖到戶系列標準，創(chuàng)建國內首套T級電力光纖到戶系統(tǒng)，建設示范應用工程，為電力光纖到戶規(guī)?；瘧玫於▓詫嵒A，形成可復制、可推廣的電力光纖到戶整體解決方案。

對比傳統(tǒng)的光纖到戶建設，節(jié)省工程投資約11.6%，避免資源重復建設與浪費，提高社會整體資源利用率，實現(xiàn)節(jié)能減排。強力支撐智能電網建設，推動“互聯(lián)網+智慧能源”的資源整合和應用**，優(yōu)化城市信息通道資源，**城市管理模式，實現(xiàn)“寬帶中國”、“互聯(lián)網+”國家發(fā)展戰(zhàn)略，奠定我國在電力光纖到戶領域的國際**地位。

理論層面：構建電池、充電與供電一體化安全防護體系；標準層面：制定一體化安全防護和互聯(lián)互通技術規(guī)范及相關標準；應用層面：開發(fā)電動汽車充電設施互聯(lián)互通平臺，并在此平臺基礎上開發(fā)部署“電動汽車與智能電網、分布式能源融合系統(tǒng)”和“電動汽車一體化安全預警與智能保護控制系統(tǒng)”；示范層面：建立覆蓋長三角區(qū)域的電動汽車與智能電網融合及互聯(lián)互通綜合示范工程。

通過跨界融合電動汽車、充電設施、智能電網、分布式能源、互聯(lián)網+等技術，顯著提升電動汽車基礎設施安全性和使用方便性，加快電動汽車產業(yè)發(fā)展。通過建立電動汽車基礎設施互聯(lián)互通數(shù)據(jù)平臺，支撐我國電動汽車及基礎設施發(fā)展與運營保障，推動“互聯(lián)網+電動汽車”商業(yè)模式**。

從未來電力系統(tǒng)結構形態(tài)演化模型及電力預測方法、考慮高比例可再生能源時空分布特性的交直流輸電網多目標協(xié)同規(guī)劃方法、高滲透率可再生能源接入下考慮柔性負荷的配電網規(guī)劃方法、源—網—荷高度電力電子化的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析理論、含高比例可再生能源的交直流混聯(lián)系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運行理論五個方面進行深入研究，形成高比例可再生能源接入下未來電力系統(tǒng)形態(tài)構建、協(xié)同規(guī)劃和優(yōu)化運行的基礎理論體系。

    項目成果將**電力系統(tǒng)向低碳、綠色、智能的方向發(fā)展，促進電力能源結構轉型，降低電力工業(yè)對資源以及環(huán)境問題的影響，提升我國智能電網相關產業(yè)的自主**水平。項目將建立自主知識產權的核心技術體系，打造具有較強**能力、以中青年學者為主力的科研團隊，培養(yǎng)智能電網領域具有國際影響力的學術領軍人物和研究骨干人才。

    開展大規(guī)模交直流混聯(lián)電網全電磁暫態(tài)建模和仿真理論、 多換流站與交直流混聯(lián)電網穩(wěn)定控制理論與技術、大型交直流混聯(lián)電網故障特性分析與保護、交直流混聯(lián)電網連鎖故障預警與主動保護、含高密度新能源發(fā)電的電網源荷端動態(tài)響應與自愈控制等事關混聯(lián)電網安全運行的重大基礎理論和關鍵科學技術研究。

    項目成果將為我國大型交直流混聯(lián)電網安全高效運行提供堅實的理論支撐和技術指導，并**世界大型交直流混聯(lián)電網運行控制和保護技術的發(fā)展。

    聚焦大規(guī)模分布式發(fā)電集群有序接入、靈活并網、優(yōu)化調度三大科學與關鍵技術問題，重點從高滲透率分布式發(fā)電集群優(yōu)化規(guī)劃設計方法、高效靈活并網關鍵技術與裝備、分層分級群控群調關鍵技術與系統(tǒng)、分布式發(fā)電集群數(shù)?；旌戏抡鏈y試四個方面開展研究，**集群規(guī)劃方法、突破并網與運行控制關鍵技術、研發(fā)系列關鍵裝備與系統(tǒng)、實施仿真測試驗證，進而建設安徽金寨“區(qū)域分散式”和浙江海寧“區(qū)域集中式”兩種典型應用模式分布式發(fā)電集群靈活并網示范工程。

    從共性關鍵技術研究、核心系統(tǒng)和裝置研發(fā)到典型應用示范全鏈條布局，產出一系列具有自主知識產權的國際**/先進水平的重大成果，研制出高功率密度、高效變流、即插即用并網關鍵設備與智能測控保護裝置，開發(fā)區(qū)域群控群調系統(tǒng)，建成具有國際**水平的區(qū)域分散型和區(qū)域集中型兩種典型模式的分布式可再生能源發(fā)電集群示范工程。項目成果將大幅提高我國分布式能源的消納水平，實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉床⒕W關鍵技術與裝備的國產化，探索我國未來分布式電源的開發(fā)利用可行道路。

    通過研究±500千伏直流電纜制造及應用技術，掌握國產絕緣材料和屏蔽材料批量化制備工藝，完成樣機研制并通過試驗驗證。

    圍繞±500千伏直流電纜開發(fā)及應用的關鍵技術與難點，重點開展直流電纜絕緣設計基礎、絕緣料與屏蔽料、電纜及附件設計與制造、電纜應用及環(huán)境適應性、電纜系統(tǒng)試驗及運維技術等方面的系統(tǒng)研究。

    通過理論分析、仿真計算、實驗研究、加工制造和試驗評價，在直流電纜系統(tǒng)設計、材料開發(fā)、裝置研制和試驗評價技術方面取得突破，支撐±500千伏直流電纜產品制造及應用，為未來大電網柔性互聯(lián)提供技術保障。

項目從模型與機制、設備與系統(tǒng)、工程示范等三個角度開展技術攻關。互動模型與機制設計研究市場競爭機制下用戶用電和行為特征，設計面向需求側主動響應的市場機制框架，建立特殊情況下的電力需求側應急響應協(xié)調機制。互動設備與系統(tǒng)開發(fā)研究支持用戶與電網雙向互動的核心設備，開發(fā)基于互聯(lián)網的家庭能效管理系統(tǒng)，研制電力供需互動服務平臺及互動終端。互動工程示范驗證研究示范建設方案，探索系統(tǒng)及設備測試方法，提出示范工程相關評價指標，形成用戶與電網供需友好互動示范工程推廣運營模式和建設指導意見。

在蘇州與常州選擇兩個常住人口超過30萬的城市區(qū)域開展示范驗證，預計實現(xiàn)示范互動家庭用戶綜合能耗降低5.5%以上，示范區(qū)負荷峰谷差降低5.8%以上。以峰谷差每降低100萬千瓦減少調頻電源及輸配電網配套投資85億元估算，降低負荷峰谷差5.8%將在國內范圍內產生千億元以上的經濟效益。

    結合互聯(lián)網技術，推動電力供需關系從“網隨荷動”向“網荷互動”轉變，提高電力供給側體系質量和效率，**售電側市場化改革的發(fā)展方向。提升用戶與電網供需友好互動水平，產生顯著的經濟和社會效益。

    以張家口可再生能源示范區(qū)建設和籌備低碳***為契機，打造覆蓋智能電網全環(huán)節(jié)的綜合示范工程，探索解決大規(guī)?？稍偕茉础安⒌蒙稀焙汀八偷贸觥彪y題，在可再生能源全額供電的前提下奧運專區(qū)的連續(xù)高可靠供電和低碳交通難題。

    從發(fā)、輸、配、用、調等環(huán)節(jié)設置5項研究課題，擬重點突破：大容量儲能系統(tǒng)應用相關技術、大型可再生能源基地多種能源匯集外送的柔性直流和交直流混聯(lián)送出技術；可再生能源高精度功率預測技術、多能源互補協(xié)調調度與控制技術；多能互補的分布式能源與微網系統(tǒng)及其相關技術、交直流混合配電網技術；與可再生能源發(fā)電融合的電動汽車充電設施網絡關鍵技術。

促進大規(guī)?？稍偕茉吹拈_發(fā)利用，減少棄風、棄光，根據(jù)測算，應用項目成果后的年棄風/棄光率較應用前可降低3%，等效每年多消納新能源電量2.4億度。通過解決張家口千萬千瓦級可再生能源送出難題，達到顯著的節(jié)能減排目的，預計2020年張家口新能源高效消納可節(jié)煤16.2萬噸，等效減少二氧化碳排放59.4萬噸。