現代電網關鍵技術**

(一)戰略方向

1.基礎設施和裝備。重點在柔性直流輸配電、無線電能傳輸、大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進輸變電裝備技術，以及用于電力設備的新型絕緣介質與傳感材料、高溫超導材料等方面開展研發與攻關。

2.信息通信。重點在電力系統量子通信技術應用、電力設備在線監測先進傳感技術、高效電力線載波通信、推動電力系統與信息系統深度融合等方面開展研發與攻關。

3.智能調控。重點在可再生能源并網、主動配電網技術、大電網自適應/自恢復安全穩定技術、適應可再生能源接入的智能調度運行、電力市場運營、復雜大電網系統安全穩定等方面開展研發與攻關。

(二)**目標

1.2020年目標。突破柔性直流輸配電、電動汽車無線充電技術，掌握大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進輸變電裝備關鍵技術，實現工業化、低成本制造及示范推廣，相關技術及裝備走向國際市場。突破信息通信安全技術和電力線載波技術，形成寬帶電力線通信標準；形成適合電網運行要求的低成本、量子級的通信安全技術。研究大規模可再生能源和分布式發電并網關鍵技術并開展示范；突破電力系統全局協調調控技術，實現示范應用。完成現代復雜大電網安全穩定技術研究，實現現代復雜大電網安全穩定運行。

2.2030年目標。柔性直流輸配電技術、新型大容量高壓電力電子元器件和高壓海底電力電纜等先進輸變電裝備達到******。突破高溫超導材料關鍵技術和工藝。形成適合電網運行要求的低成本、量子級的通信安全工程應用技術解決方案，實現規模化應用。微電網/局域網與大電網相互協調技術、源-網-荷協調智能調控技術獲得充分應用。

3.2050年展望。無線輸電技術得到應用，電網的系統、設備、通信、控制等技術********，完全掌握材料、核心器件、裝備和系統成套技術。完全解決可再生能源和分布式電源并網消納問題。建成****的、安全高效的、綠色環保的現代電網。

（三）**行動

1.先進輸變電裝備技術。研發高可靠性、環保安全（難燃、低噪聲）、低損耗、智能化及緊湊化的變壓器；研制高電壓、大電流、高可靠性和選相控制的替代SF6的新型氣體介質斷路器及真空和固態斷路器，并開展示范應用；研制安全高效的新型限流器；突破高壓海底電力電纜的制造和敷設技術，研發新型電纜材料、先進附件；研發高質量在線監測/檢測裝備和系統。

2.直流電網技術。研究直流電網架構及運行控制技術，建立直流電網技術裝備標準體系；開展新型電壓源型換流器、直流斷路器、直流變壓器、直流電纜、直流電網控制保護等核心設備研發和工程化；建設包含大規模負載群、集中/分布式新能源、大規模儲能在內的直流電網示范工程。

3.電動汽車無線充電技術。以電動汽車無線充電為突破點和應用對象，研發高效率、低成本的無線電能傳輸系統，實現即停即充，甚至在行駛中充電。形成電動汽車無線充電技術標準體系，研究電動汽車無線充電場站的負荷管理，建設電動汽車無線充電場站示范工程。

4.新型大容量高壓電力電子元器件及系統集成。研究先進電力電子元器件及應用；開展新一代大容量、高電壓電力電子器件的材料研發和關鍵工藝技術研究；研發用于高電壓、大容量直流斷路器和斷路保護器的高性能電力電子器件；建設高水平生產線，提高質量、降低成本，推進國產化。研究高壓大容量固態電力電子變壓器、大容量雙向/多向換流器、多功能并網逆變器、智能開關固態斷路器、固態電源切換開關、軟常開開關設備。

5.高溫超導材料。研究高溫超導基礎理論、各系材料配方及制備工藝；開展面向超導電力裝備的應用型超導材料研究；推動高溫超導材料的實用化，并研究其成套工程技術；開展高溫超導在超導電纜、變壓器、限流器、超導電機等領域的示范和應用。

6.信息通信安全技術。研究電力線頻譜資源動態、高效地感知與使用；研究降低對已有通信業務干擾的關鍵技術，形成寬帶電力線通信技術標準體系。建設能源互聯網量子安全通信技術與常規網絡融合應用示范，提出電網量子安全通信加密理論、量子通信協議及量子安全通信與經典網絡通信融合的模型。形成適合我國電網量子安全通信要求的低成本、量子級安全可靠的通信技術解決方案。采用低功耗通用無線通信技術，實現電網末端海量信息的采集和傳輸。

7.高效電力線載波通信技術。研究進一步提高電力線載波通信頻譜效率的通信方式，提高工作帶寬并充分考慮利用電力線三相之間形成的多輸入多輸出構架，使電力線載波通訊系統物理層的傳輸速率達到Gbps；使電力線通信應用范圍擴展到包括互聯網接入、家庭聯網、家庭智能控制、新能源監控及電力安全生產等眾多領域。

8.可再生能源并網與消納技術。制定大規模清潔能源發電系統并網接入技術標準和規范。研究并實現基于天氣數據的可再生能源發電**預測。研發并推廣增強可再生能源并網能力的儲能、多能源互補運行與控制、微電網、可再生能源熱電聯產等技術。發揮電力大數據和電力交易平臺在促進可再生能源并網和消納中的作用。實現電網和可再生能源電源之間的高度融合，促進可再生能源高效、大容量的分布式接入及消納。

9.現代復雜大電網安全穩定技術。研究交直流混合電網、智能電網、微電網構成的復雜大電網穩定機理分析技術，在線/實時分析技術和協調控制技術；建立能源大數據條件下的現代復雜大電網仿真中心，研究滿足大規模間歇性能源/分布式能源/智能交互/大規模電力電子設備應用的、高效**的電力系統仿真技術；加強電網大面積停電的在線/實時預警和評估技術研究。

10.全局協調調控技術。研究大規模風電/光伏接入的輸電網與含高比例分布式可再生能源的配電網之間協調互動的建模分析、安全評估、優化調度與運行控制技術，建立多種特性發電資源并存模式下的輸配協同運行控制模式；針對未來電網中多決策主體、多電網形態特點，構建具有高度適應性的調度運行控制體系，開展“分布自律-互動協調”的源-網-荷協同的能量管理技術研發與示范應用。

能源互聯網方面：

能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新業態。

推動能源智能生產技術**，重點研究可再生能源、化石能源智能化生產，以及多能源智能協同生產等技術。

加強能源智能傳輸技術**，重點研究多能協同綜合能源網絡、智能網絡的協同控制等技術，以及能源路由器、能源交換機等核心裝備。

促進能源智能消費技術**，重點研究智能用能終端、智能監測與調控等技術及核心裝備。推動智慧能源管理與監管手段**，重點研究基于能源大數據的智慧能源精準需求管理技術、基于能源互聯網的智慧能源監管技術。

加強能源互聯網綜合集成技術**，重點研究信息系統與物理系統的高效集成與智能化調控、能源大數據集成和安全共享、儲能和電動汽車應用與管理以及需求側響應等技術，形成較為完備的技術及標準體系，**世界能源互聯網技術**。

先進儲能技術**：

(一)戰略方向

1.儲熱/儲冷。重點在太陽能光熱的高效利用、分布式能源系統大容量儲熱(冷)等方面開展研發與攻關。

2.物理儲能。重點在電網調峰提效、區域供能的物理儲能應用等方面開展研發與攻關。

3.化學儲能。重點在可再生能源并網、分布式及微電網、電動汽車的化學儲能應用等方面開展研發與攻關。

(二)**目標

1.2020 年目標。突破高溫儲熱的材料篩選與裝置設計技術、壓縮空氣儲能的核心部件設計制造技術，突破化學儲電的各種新材料制備、儲能系統集成和能量管理等核心關鍵技術。示范推廣10MW/100MWh 超臨界壓縮空氣儲能系統、1MW/1000MJ 飛輪儲能陣列機組、100MW 級全釩液流電池儲能系統、10MW 級鈉硫電池儲能系統和 100MW 級鋰離子電池儲能系統等一批趨于成熟的儲能技術。

2.2030 年目標。**掌握戰略方向重點布局的先進儲能技術，實現不同規模的示范驗證，同時形成相對完整的儲能技術標準體系，建立比較完善的儲能技術產業鏈，實現絕大部分儲能技術在其適用領域的**推廣，整體技術趕超******。

3.2050 年展望。積極探索新材料、新方法，實現具有優勢的先進儲能技術儲備，并在高儲能密度低保溫成本熱化學儲熱技術、新概念電化學儲能技術(液體電池、鎂基電池等)、基于超導磁和電化學的多功能全新混合儲能技術等實現重大突破，力爭完全掌握材料、裝置與系統等各環節的核心技術。**建成儲能技術體系，整體達到國際**水平，**國際儲能技術與產業發展。

(三)**行動

1.儲熱/儲冷技術。研究高溫(≥500°C)儲熱技術，開發高熱導、高熱容的耐高溫混凝土、陶瓷、熔鹽、復合儲熱材料的制備工藝與方法;研究高溫儲熱材料的抗熱沖擊性能及機械性能間關系，探究高溫熱循環動態條件下材料性能演變規律;研究 10MWh 級以上高溫儲熱單元優化設計技術。開展 10~100MWh 級示范工程，示范驗證 10~100MWh 級面向分布式供能的儲熱(冷)系統和 10MW級以上太陽能光熱電站用高溫儲熱系統;開發儲熱(冷)裝置的模塊化設計技術，研究大容量系統優化集成技術、基于儲熱(冷)的動態熱管理技術。研究熱化學儲熱等前瞻性儲熱技術，探索高儲熱密度、低成本、循環特性良好的新型材料配對機制;突破熱化學儲熱裝置循環特性、傳熱特性的強化技術;**熱化學儲熱系統的能量管理技術。

2. 新型壓縮空氣儲能技術 。 突破 10MW/100MWh 和100MW/800MWh 的超臨界壓縮空氣儲能系統中寬負荷壓縮機和多級高負荷透平膨脹機、緊湊式蓄熱(冷)換熱器等核心部件的流動、結構與強度設計技術;研究這些核心部件的模塊化制造技術、標準化與系列化技術。突破大規模先進恒壓壓縮空氣儲能系統、太陽能熱源壓縮空氣儲能系統、利用 LNG 冷能壓縮空氣儲能系統等新型系統的優化集成技術與動態能量管理技術;突破壓縮空氣儲能系統集成及其與電力系統的耦合控制技術;建設工程示范，研究示范系統調試與性能綜合測試評價技術;研發儲能系統產業化技術并推廣應用。

3.飛輪儲能技術。發展 10MW/1000MJ 飛輪儲能單機及陣列裝備制造技術。突破大型飛輪電機軸系、重型磁懸浮軸承、大容量微損耗運行控制器以及大功率高效電機制造技術;突破飛輪儲能單機集成設計、陣列系統設計集成技術;研究飛輪單機總裝、飛輪儲能陣列安裝調試技術;研究飛輪儲能系統應用運行技術、檢測技術、安全防護技術;研究飛輪儲能核心部件專用生產設備、總裝設備、調試設備技術和批量生產技術。研究大容量飛輪儲能系統在不同電力系統中的耦合規律、控制策略;探索飛輪儲能在電能質量調控、獨立能源系統調節以及新能源發電功率調控等領域中的經濟應用模式;建設大型飛輪儲能系統在新能源的應用示范。

4.高溫超導儲能技術。探索高溫超導儲能系統的設計新型原理，突破 2.5MW/5MJ 以上高溫超導儲能磁體設計技術;研究高溫超導儲能系統的功率調節系統 PCS 的設計、控制策略、調制及制造技術;研究高溫超導儲能低溫高壓絕緣結構、低溫絕緣材料和制冷系統設計技術;研究高性能在線監控技術、實時快速測量和在線檢測控制技術。布局基于超導磁和電化學及其它大規模物理儲能的多功能全新混合儲能技術，重點突破混合儲能系統的控制技術及多時間尺度下的能量匹配技術。開發大型高溫超導儲能裝置及掛網示范運行。

5.大容量超級電容儲能技術。開發新型電極材料、電解質材料及超級電容器新體系。開展高性能石墨烯及其復合材料的宏量制備，探索材料結構與性能的作用關系;開發基于鈉離子的新型超級電容器體系。研究高能量混合型超級電容器正負電極制備工藝、正負極容量匹配技術;研發能量密度 30Wh/kg、功率密度 5000W/kg的長循環壽命超級電容器單體技術。研究超級電容器模塊化技術，突破大容量超級電容器串并聯成組技術。研究 10MW 級超級電容器儲能裝置系統集成關鍵技術，突破大容量超級電容器應用于制動能量回收、電力系統穩定控制和電能質量改善等的設計與集成技術。

6.電池儲能技術。突破高安全性、低成本、長壽命的固態鋰電池技術，以及能量密度達到 300Wh/kg 的鋰硫電池技術、低溫化鈉硫儲能電池技術;研究比能量>55Wh/kg，循環壽命>5000 次(80%DOD)的鉛炭儲能電池技術;研究總體能量效率≥70%的鋅鎳單液流電池技術;研究儲能電池的先進能量管理技術、電池封裝技術、電池中稀有材料及非環保材料的替代技術。研究適用于 100kW級高性能動力電池的儲能技術，建設 100MW 級全釩液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池的儲能系統，完善電池儲能系統動態監控技術。突破液態金屬電池關鍵技術，開展 MW 級液態金屬電池儲能系統的示范應用。布局以鈉離子電池、氟離子電池、氯離子電池、鎂基電池等為代表的新概念電池技術，**電池材料、突破電池集成與管理技術。

節能與能效提升技術**：

加強現代化工業節能技術**，重點研究高效工業鍋(窯)爐、新型節能電機、工業余能深度回收利用以及基于先進信息技術的工業系統節能等技術并開展工程示范。

開展建筑工業化、裝配式住宅，以及高效智能家電、制冷、照明、辦公終端用能等新型建筑節能技術**。

推動高效節能運輸工具、制動能量回饋系統、船舶推進系統、數字化岸電系統，以及基于先進信息技術的交通運輸系統等先進節能技術**。

加強能源梯級利用等全局優化系統節能技術**，開展散煤替代等能源綜合利用技術研究及示范，對我國實現節能減排目標形成有力支撐。