输电网

做为第六代移动通信（6G）推荐技术：“RIS可重构智能表面”，已经成为全球通信界瞩目的焦点。本报告首先对RIS相控阵通信系统的原理和优势进行了总结，在此基础上，介绍了相控阵通信在智能化输电网、变电站、应急保供中应用的优势，最后对RIS相控阵的应用前景和发展趋势进行了展望。

做为第六代移动通信（6G）推荐技术：“RIS可重构智能表面”，已经成为全球通信界瞩目的焦点。本报告首先对RIS相控阵通信系统的原理和优势进行了总结，在此基础上，介绍了相控阵通信在智能化输电网、变电站、应急保供中应用的优势，最后对RIS相控阵的应用前景和发展趋势进行了展望。

中国电网的技术优势，也在不断走向世界。例如巴西美丽山水电送出特高压直流输电项目，是中国特高压技术首次走向海外的重要里程碑，带动了50亿元国产高端电力装备进入国际市场，实现我国特高压“投资、建设、运营”和“技术、标准、装备”两个一体化全产业链、全价值链“走出去”。

立足当地资源禀赋，四川规划建设以大型水风光电基地为基础，以安全稳定可靠的超/特高压网络交直流输电网络和灵活自愈可靠配电网为载体，以大型调节性水电、抽水蓄能、燃机、新型储能等快速动态响应资源为灵活性支撑，以科学高效的市场机制为保障，源网荷储协调发展、互济互利的新型电力系统。

为提升电力系统弹性，确保主网应对小概率-高影响事件的能力，基于鲁棒优化理论提出主网灵活控制装置配置的规划框架，充分考虑远动开关配置下的最优线路开断（optimal transmission switch，OTS）、线路强化加固装置以及储能设施之间的最优协同作用，最大限度降低投资运行成本的同时减少由潜在极端事件造成的经济损失。首先，基于持续负荷曲线构建考虑典型日线路中断与新能源出力波动的两阶段鲁棒规划模型；然后，采用修改后的嵌套列和约束生成算法（nested column-and-constraints generation，NCCG）对模型进行求解，使用相关加速策略提升模型求解效率；最后，通过IEEE-24节点系统进行仿真分析，验证异质灵活控制装置之间的规划协同作用以及模型的有效性。

面对复杂多变的国际形势和日益增多的极端事件，研究新能源高比例接入下的系统恢复方案，对完善新型电力系统安全防御体系具有重要意义。在此背景下，提出一种含新能源电力系统网架重构决策优化方法。首先，基于核密度法对新能源出力不确定性进行分析建模；其次，考虑新能源并网和运行对网架强度的要求，实现了新能源多场站短路比约束的线性化建模；在此基础上，建立了能协同新能源、储能、常规机组和输电网络恢复的网架重构优化模型，并提出双层优化策略以提升模型求解效率。基于新英格兰10机39节点系统的算例结果验证了所提方法的有效性。

新型电力系统背景下，中国未来面临着大规模能源“西电东送”的电力传输需求，需要规划与之相适应的输电模式。依据2030年后西部能源的开发规模，确定各类型电源的装机规模和地理分布，提出远期西部送端直流输电网和中东部受端超/特高压交流电网相融合的“西电东送”主干输电网结构及路线图。为适应新型电力系统安全可控、灵活高效的基本要求，构建了团块状、网格状和双环网3种基于VSC-HVDC柔性输电技术的直流组网模式，以实现西部多类型电源的互补互济，保障电力的可靠供应。分析了3种直流组网模式下主要一次设备的应用数量，计算了西部送端直流电网的系统整体可靠性指标，从设备应用数量和系统整体可靠性指标对3种模式进行了综合评估，并确定了优选方案。参考张北柔性直流电网工程，对优选方案的技术性和经济性进行了分析，进一步验证了方案的可行性。

输电网是坚强智能电网的关键环节，也是泛在电力物联网的重要物质基础。带电作业是提升输电网运维检修质效的重要手段，积极推动线路检修向智能辅助的带电作业检修模式转变，可为建设世界一流输电网提供强有力的技术支撑。 输电带电作业环境为上百米以上的高空，直接接触高达百万伏的电压，是一项高空、高危、高强度的工作。安全生产是电力企业发展的生命线，《国网公司“十三五”运检规划》明确要求“通过远程管控技术、智能区域检测等技术实现远程多方位作业现场监视及智能告警，实现检修装备智能化、检修现场可视化。” 目前，带电作业安全管控基于电力安规，以人防为主，存在三大问题:第一，地面指挥人员无法实时获取作业人员体征状态，不能实现对作业人员实现全过程监控，极易发生人身事故:第二，虽然带电作业设置了高空监护人，但监护人仅凭视觉判断难以精准把控安全距离，无法科学客观掌握安全距离，存在极大的安全风险;第三，带电作业现场处于流动状态，管理人员无法实时监测作业现场情况，不能实现智能告警和现场可视化，因此，目前带电作业人员仅依靠自身安全意识保障安全，安全风险较大，亟需研发一套集 人体体征、姿态监控为一体的智能安全预警系统。

本技术属于《国家重点支持的高新技术领域》第四类“新材料”中“金属及金属基复合新材料制备技术”的研究范畴。 我国建有世界最大的输电网络，运行总里程近150万公里，年电阻损耗高达2千亿kWh。我国领先开发硼化、稀土化技术，将铝导体导电率由59%IACS提升到61%IACS，但在低成本保证强度下进一步提高导电率遇到了困难，长期无法突破。主要存在以下技术难题：①没有掌握微合金元素匹配提高导电率的方法，缺少对应的配方；②工业纯铝熔液中2μm以下微杂质和微气孔不能有效去除，影响强度和导电率；③传统轧制和热处理工艺难以兼顾高强度和高导电率，且能源利用率低。针对以上问题，国网河北电科院牵头，通过产学研联合攻关，提出了富铁相析出提高导电率的新方法，发明了原料配方、铝液净化、导线制备工艺等专有技术，实现了低成本下铝导体导电率和强度同步提升。 本项目发明了高强度高导电率低成本铝导体材料制备技术。建立了微量元素存在状态与性能的关系模型，掌握了铁硅、硅锑等微合金化元素最佳配比，发明了用99.7%电工铝锭生产63%IACS高导电率硬铝导体的成分配方，首次提出富铁相析出提高导电率的新方法，突破了原料纯度要求高的技术瓶颈。发明了有效去除微缺陷的铝熔液净化系列技术。提出了Al2O3纳米刺球吸附微气泡和微杂质，惰性气体、离心、真空复合除氢，聚合气孔抑制组合技术，开发了米刺球制备装置、铝液除氢系统、旋压浇注装置，有效去除微缺陷，保留了原有合金成分，系统解决了气孔、杂质降低导线强度和导电率的技术难题。发明了节能型铝丝制备技术。提出了将温度控制和余热利用相结合，低温轧制、分段热处理的导线制备新工艺，通过富铁相沿晶界析出、晶粒径向细化和轴向延长，在保证强度的基础上提高了导电率，攻克了低成本稳定生产63%IACS高导电率硬铝导线的技术难关。 本项目授权发明专利8项，发表核心及以上论文6篇。单丝和导线均通过了国家权威机构检测。经中国电机工程学会成果鉴定，整体技术达到了国际领先水平。本技术还应用于其它铝导体制备，成功开发出铝包钢芯高导电率铝绞线、63%IACS高导电率铝导体，带动系列铝导体研究迈上了更高层级，极大提升了我国输电技术水平。

配电网是实现能源转型的重要支撑点，“双碳”目标驱动的新型配电网将发生重大变革，其作用比以往任何时候都更加重要。配电网的有源化属性、网格化结构、交直流混联、智能化运维代表未来配电网的发展方向，能够实现电力用户的灵活互动、配电网双向潮流的主动控制、支撑输电网协同调控。相较传统配电网，现代智慧配电网对分布式新能源的并网消纳更为高效。