科技项目

通过国网总部科技项目（2018-2019） “变电站直流电源智能化技术研究”，对目前站用直流电源系统诸多问题进行总结及研究，提出站用直流电源系统智能监控、保护及运维方案，实现绝缘降低、交流窜电、直流互窜及不稳定接地准确报警与精确定位，实现支路故障主动式保护和快速隔离；提出蓄电池状态参数在线检测和精准估算方法，及时获得电池及系统的运行状态；通过对电池的主动式均衡和精细化管控，有效改善蓄电池组的系统性能，实现单体层次电池运行状态的在线诊断及故障电池的及时隔离，提高蓄电池组运行的安全性和可靠性；采用先进传感技术、数字化技术、嵌入式计算机技术、物联网技术，研制站用智能化直流电源及其运维系统，对站用直流电源系统的运行状态实时感知、监视、分析和故障诊断，对直流电源设备进行分散测控和集中管理，实现直流电源系统的全景化监测、远程控制和维护。

光伏发电效率提升是促进产业可持续发展和实现光伏平价上网的核心技术，为推进我国能源结构转型与光伏发电技术领跑的国家重大需求，本项目依托国家自然科学基金重大研究计划项目、国家863计划项目、北京市科技重大专项项目及国网有限公司科技项目，通过自主创新，突破了“关键部件发电效率较低”、“实证测试手段与平台缺失”、“技术标准体系不健全”等技术瓶颈问题，开展技术攻关与工程实践应用。 项目先进性：项目旨在研发拥有自主知识产权的光伏器件等先进光伏装备，建立覆盖我国所有典型气候区域的户外实证测试平台，增强我国光伏行业自主研发的原始创新能力，掌握国际标准的话语权，在国际光伏产业中树立“中国品牌”和“世界名牌”，实现光伏产业的中国引领。

项目简介、主要研究内容、研究成果及成效、创新点及特色、总结及展望

配电网直流化是未来发展的重要趋势。城市配电网电缆化率的快速提升、分布式电源直流接入的迫切需求以及数据中心等新兴直流负荷的快速发展，给配网直流化发展提供了强劲动力。发展新一代变电站技术，支撑交直流混合配网构建，已成为配电技术领域的研究热点和竞争制高点，列入国家和公司“十三五”科技规划。 面对新一代变电站发展需求，项目团队在国际上率先提出“柔性变电站”概念，以电力电子技术为核心，具有交直流多端口，端口参数独立调节，功率灵活调配，故障和电能质量扰动相互隔离，集成度高、运行灵活、兼容性好。以其为枢纽站构建交直流混合配电网，可满足用户和电源的定制化需求，助力电网企业服务能力和服务价值提升。 依托公司重点科技项目和2017年“十大重点科技创新工程”，产学研用联合攻关，历时6年，攻克了交直流多端口复合换流、直流短路快速阻断、大容量全固态高频变压器研制、故障穿越等难题，实现了柔性变电站技术从理念到实践的全面突破。

综合能源仿真与测试平台是中国电力科学研究院有限公司开发的面向综合能源系统仿真与硬件测试服务的平台系统，该平台面向园区、工业企业、建筑楼宇等用能场景，提供集物理模拟、数字仿真、实物验证于一体的在线闭环仿真能力。为综合能源系统的规划设计、优化运行、智慧运维、辅助服务、技术装备研发等提供全过程仿真能力支撑。适用于新建或改造综合能源服务项目详细设计，以及科技项目研究，有力支撑综合能源服务。

本项目属于电力系统运行与控制领域，涉及电力系统、计算机和通信等专业，由科研、制造、运行等单位联合参与攻关。 依托系列科技项目，历时7年，产学研协同攻关，以提升高密度负荷城市电网低碳经济性安全稳定运行为目标，从低碳经济调度、在线预警与辅助决策、安全稳定所需精准负荷控制等方面开展了输-配-用协同优化控制研究，研发系统和设备均实际工程应用。主要创新点: ①提出了覆盖发-输-配-用的城市电网碳-能复合流最优潮流模型及均衡迁移学习求解方法，实现了计及多类柔性负荷参与输-配-用的多时间尺度协同调度决策。②提出了基于多源数据智能挖掘技术的细分行业负荷调节特性在线识别方法，实现了稳控系统运行状态快速分析统计和电网安全稳定在线预警分析与辅助决策，研发了计及智能负载的多维度精准负荷控制技术。③提出了基于异构多模实时通信网络的输-配-用协同控制系统架构，研发了覆盖输-配-用异速多类型通信接口的自适应保全映射技术，开发了电网输-配-用协同优化控制成套装备和系统。 授权专利20项、软著10项，实审专利6项，发表论文73篇(英文SCI 期刊35篇，中文EI 期刊24篇)。项目成果有效促进清洁能源全额消纳、经济调度效益明显，有效降低电网侧日均碳排放，降低发用电企业成本；有效提升了电网安全稳定运行水平，助力深圳供电局成为南网连续多年唯一未发生电力安全三级及以上事件省级公司，有力促进供电可靠性大幅提升；大幅提升安全稳定控制精准度和响应速度。鉴定委员会一致认为该成果整体处于国际领先水平，有效促进了高密度负荷城市电网输-配-用系统调控技术发展，具有广阔的推广应用前景。

本项目属于智能用电技术标准领域，在国际上首次提出了电动汽车电池更换模式和典型设计，建立了换电站区域安全控制机制，为世界各国提供了统一的通用技术要求和安全要求。该系列标准建立了电池更换系统的整体架构，明确了电池更换系统由电池更换站、支撑系统、可更换电池系统和供电系统组成；规定了电池更换站各子系统的组成、功能及要求；定义了电池更换系统的接口和分区；提供了电池更换系统的用例和电池更换站的设计方案；提出了电动汽车电池更换系统在电气防护、机械结构、通信方式等方面的安全要求。 项目组在国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划（863 计划）等科技项目的支持下，历时 7 年科技攻关，获授权专利 6 项，软件著作权 3 项，发表论文 7 篇。期间，项目组联合法国雷诺、德国 VDE、韩国电子通讯研究院等国外企业，开展电动汽车电池更换技术国际交流与合作。同时项目组在国内联合车企、科研单位开展了电动汽车充换电关键技术攻关和标准编制，支撑我国电动汽车充换电标准体系建设，依托国家能源智能电网技术研发(实验)中心科研试验条件，验证充换电系统的兼容性、可靠性、安全性。该系列标准的创新成果如下：1）国际首套电动汽车电池更换系统 IEC 标准，填补了电动汽车换电技术国际标准体系空白，迈出了中国主导制定电动汽车充换电国际标准的第一步；2）首次给出了电池更换系统分区权限、用例和解决方案，提出了电动乘用车和商用车适应不同种类电池箱的全自动及半自动电池箱更换技术；3）形成了IEC 领域首套集电气防护、机械结构和通信接口等多行业、跨专业融合的国际标准，提出了一种电池更换设备对电池箱的快速、精确定位方法，增强了系统对车辆停靠位置及姿态的适应能力；4）基于该系列国际标准研制的电动汽车换电系统带动国内外产业发展，遵循该标准建成了国内首个电动乘用车底盘换电示范工程，为国外电动公交车换电系统提供了全套解决方案。该系列标准为国内外电动汽车和充换电设施企业提供了设计和建设依据，提高了电池更换技术的安全性及一致性。在北京、上海、杭州等主要城市构建了标准化的电池更换站，成功支撑了奥运会、G20 等重大活动保障车辆工作，并在法国、以色列、韩国等国家推进示范试点。近三年，依据该系列标准设计开发的充换电系统已在 10 多个省份取得广泛应用。该系列标准的发布与实施，进一步深化了国际间标准合作，全面支撑了我国标准“走出去”战略。

5月19日，国家电网新型电力系统科技攻关行动计划2022专项重大科技项目责任状签订视频会议召开。会议深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和指示精神，落实党中央、国务院关于构建新型电力系统的决策部署，进一步统一思想、明确任务，扛牢责任、狠抓落实，全力攻关新型电力系统核心技术，推动能源清洁低碳转型，助力实现碳达峰碳中和目标，积极服务“六稳”“六保”大局，为促进经济社会高质量发展作出更大贡献，以实际行动迎接党的二十大胜利召开。