现代电网关键技术**行动计划（-2030年）

国家发改委、国家能源局日前下发了《能源技术****行动计划（2023-2030年）》，并同时发布了《能源技术**重点**行动路线图》。其中关于电网路线如下： #

现代电网关键技术**

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(一)战略方向 #

1.基础设施和武器。重点在柔性直流输配电、无线电能传输、大容量高压电力电子元元件和高压海底电力线缆等先进输变电武器技术，以及用于电力设备的新型绝缘介质与传感器材料、高温超导材料等方面举办研制与攻关。 #

2.信息通讯。重点在电力系统量子通讯技术应用、电力设备在线检测先进传感器技术、高效电力线扩频通讯、推动电力系统与信息系统深度融合等方面举办研制与攻关。 #

3.智能调控。重点在可再生能源并网、主动配电网技术、大电网自适应/自恢复安全稳定技术、适应可再生能源接入的智能调度运行、电力市场营运、复杂大电网系统安全稳定等方面举办研制与攻关。 #

(二)**目标

1.2023年目标。突破柔性直流输配电、电动车辆无线充电技术，把握大容量高压电力电子元元件和高压海底电力线缆等先进输变电武器关键技术能源互联网工程，实现工业化、低成本制造及示范推广，相关技术及武器迈向国际市场。突破信息通讯安全技术和电力线扩频技术，产生宽带电力线通讯标准；产生适宜电网运行要求的低成本、量子级的通讯安全技术。研究大规模可再生能源和分布式发电并网关键技术并举办示范；突破电力系统全局协调调控技术，实现示范应用。完成现代复杂大电网安全稳定技术研究，实现现代复杂大电网安全稳定运行。

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2.2030年目标。柔性直流输配电技术、新型大容量高压电力电子元元件和高压海底电力线缆等先进输变电武器达到******。突破低温超导材料关键技术和工艺。产生适宜电网运行要求的低成本、量子级的通讯安全工程应用技术解决方案，实现规模化应用。微电网/局域网与大电网互相协调技术、源-网-荷协调智能调控技术获得充分应用。 #

3.2050年展望。无线输电技术得到应用，电网的系统、设备、通信、控制等技术********能源互联网工程，完全把握材料、核心元件、装备和系统成套技术。完全解决可再生能源和分布式电源并网消纳问题。建成****的、安全高效的、绿色环保的现代电网。

（三）**行动 #

1.先进输变电武器技术。研制高可靠性、环保安全（难燃、低噪音）、低耗损、智能化及紧凑化的变压器；研发高电流、大电压、高可靠性和选相控制的取代SF6的新型二氧化碳介质断路器及真空和固态断路器，并举办示范应用；研发安全高效的新型限流器；突破高压海底电力线缆的制造和埋设技术，研制新型线缆材料、先进附件；研制高质量在线检测/测量武器和系统。 #

2.直流电网技术。研究直流电网构架及运行控制技术，构建直流电网技术武器标准体系；举办新型电流源型换流器、直流断路器、直流变压器、直流线缆、直流电网控制保护等核心设备研制和工程化；建设包含大规模负载群、集中/分布式新能源、大规模储能在内的直流电网示范工程。 #

3.电动车辆无线充电技术。以电动车辆无线充电为突破点和应用对象，研制高效率、低成本的无线电能传输系统，实现即停即充，甚至在行驶中充电。产生电动车辆无线充电技术标准体系，研究电动车辆无线充电场站的负荷管理，建设电动车辆无线充电场站示范工程。

4.新型大容量高压电力电子元元件及系统集成。研究先进电力电子元元件及应用；举办新一代大容量、高电流电力电子元件的材料研制和关键工艺技术研究；研制用于高电流、大容量直流断路器和断路保护器的高性能电力电子元件；建设高水平生产线，提升质量、降低成本，推动国产化。研究高压大容量固态电力电子变压器、大容量单向/多向换流器、多功能并网逆变器、智能开关固态断路器、固态电源切换开关、软常开开关设备。

5.低温超导材料。研究低温超导基础理论、各系材料配方及制备工艺；举办面向超导电力武器的应用型超导材料研究；推进低温超导材料的实用化，并研究其成套工程技术；举办低温超导在超导电缆、变压器、限流器、超导电机等领域的示范和应用。

6.信息通讯安全技术。研究电力线频谱资源动态、高效地感知与使用；研究增加对已有通讯业务干扰的关键技术，产生宽带电力线通讯技术标准体系。建设能源互联网量子安全通讯技术与常规网路融合应用示范，提出电网量子安全通讯加密理论、量子通讯合同及量子安全通讯与精典网路通讯融合的模型。产生适宜我国电网量子安全通讯要求的低成本、量子级安全可靠的通讯技术解决方案。采用低帧率通用无线通讯技术，实现电网末端海量信息的采集和传输。 #

7.高效电力线扩频通讯技术。研究进一步提升电力线扩频通讯频谱效率的通讯方法，提升工作带宽并充分考虑借助电力线单相之间产生的多输入多输出架构，使电力线扩频通信系统数学层的传输速度达到Gbps；使电力线通讯应用范围扩充到包括互联网接入、家庭联网、家庭智能控制、新能源监控及电力安全生产等诸多领域。 #

8.可再生能源并网与消纳技术。拟定大规模清洁能源发电系统并网接入技术标准和规范。研究并实现基于天气数据的可再生能源发电**预测。研制并推广提高可再生能源并网能力的储能、多能源互补运行与控制、微电网、可再生能源热电联产等技术。发挥电力大数据和电力交易平台在推动可再生能源并网和消纳中的作用。实现电网和可再生能源电源之间的高度融合，推动可再生能源高效、大容量的分布式接入及消纳。

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9.现代复杂大电网安全稳定技术。研究交直流混和电网、智能电网、微电网构成的复杂大电网稳定机理剖析技术，在线/实时剖析技术和协调控制技术；构建能源大数据条件下的现代复杂大电网仿真中心，研究满足大规模间歇性能源/分布式能源/智能交互/大规模电力电子设备应用的、高效**的电力系统仿真技术；强化电网大面积停水的在线/实时预警和评估技术研究。

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10.全局协调调控技术。研究大规模风电/光伏接入的输电网与含高比列分布式可再生能源的配电网之间协调互动的建模剖析、安全评估、优化调度与运行控制技术，构建多种特点发电资源并存模式下的输配协同运行控制模式；针对未来电网中多决策主体、多电网形态特征，建立具有高度适应性的调度运行控制体系，举办“分布自律-互动协调”的源-网-荷协同的能量管理技术研制与示范应用。 #

能源互联网方面： #

能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新业态。

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促进能源智能生产技术**，重点研究可再生能源、化石能源智能化生产，以及多能源智能协同生产等技术。 #

强化能源智能传输技术**，重点研究多能协同综合能源网路、智能网路的协同控制等技术，以及能源路由器、能源交换机等核心武器。 #

推动能源智能消费技术**，重点研究智能用能终端、智能检测与调控等技术及核心武器。促进智慧能源管理与监管手段**，重点研究基于能源大数据的智慧能源精准需求管理技术、基于能源互联网的智慧能源监管技术。 #

强化能源互联网综合集成技术**，重点研究信息系统与化学系统的高效集成与智能化调控、能源大数据集成和安全共享、储能和电动车辆应用与管理以及需求侧响应等技术，产生较为完备的技术及标准体系，**世界能源互联网技术**。

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先进储能技术**：

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(一)战略方向 #

1.储热/储冷。重点在太阳能光热的高效借助、分布式能源系统大容量储热(冷)等方面举办研制与攻关。

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2.化学储能。重点在电网调峰提效、区域供能的数学储能应用等方面举办研制与攻关。 #

3.物理储能。重点在可再生能源并网、分布式及微电网、电动车辆的物理储能应用等方面举办研制与攻关。

(二)**目标

1.2023年目标。突破低温储热的材料筛选与装置设计技术、压缩空气储能的核心部件设计制造技术，突破物理储电的各类新材料制备、储能系统集成和能量管理等核心关键技术。示范推广10MW/超临界压缩空气储能系统、1MW/飞轮储能阵列机组、100MW级全钒液流电瓶储能系统、10MW级钠硫电瓶储能系统和100MW级锂离子电瓶储能系统等一批趋向成熟的储能技术。 #

2.2030年目标。**把握战略方向重点布局的先进储能技术，实现不同规模的示范验证，同时产生相对完整的储能技术标准体系，完善比较健全的储能技术产业链，实现绝大部份储能技术在其适用领域的**推广，整体技术超越******。 #

3.2050年展望。积极探求新材料、新方式，实现具有优势的先进储能技术储备，并在高储能密度低保温成本热物理储热技术、新概念电物理储能技术(液体电板、镁基电瓶等)、基于超导磁和电物理的多功能全新混和储能技术等实现重大突破，力争完全把握材料、装置与系统等各环节的核心技术。**建成储能技术体系，整体达到国际**水平，**国际储能技术与产业发展。 #

(三)**行动

1.储热/储冷技术。研究低温(≥500°C)储热技术，开发高烧导、高热容的耐低温混凝土、陶瓷、熔盐、复合储热材料的制备工艺与技巧;研究低温储热材料的耐光冲击性能及机械性能间关系，探究低温热循环动态条件下材料性能演化规律;研究10MWh级以上低温储热单元优化设计技术。举办10~级示范工程，示范验证10~级面向分布式供能的储热(冷)系统和10MW级以上太阳能光热电站用低温储热系统;开发储热(冷)装置的模块化设计技术，研究大容量系统优化集成技术、基于储热(冷)的动态热管理技术。研究热物理储热等前瞻性储热技术，探求高储热密度、低成本、循环特点良好的新型材料配对机制;突破热物理储热装置循环特点、传热特点的加强技术;**热物理储热系统的能量管理技术。

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2.新型压缩空气储能技术。突破10MW/和100MW/的超临界压缩空气储能系统中宽负荷压缩机和多级高负荷透平膨胀机、紧凑式蓄热(冷)换热等核心部件的流动、结构与硬度设计技术;研究这种核心部件的模块化制造技术、标准化与系列化技术。突破大规模先进恒压压缩空气储能系统、太阳能热源压缩空气储能系统、利用LNG冷能压缩空气储能系统等新型系统的优化集成技术与动态能量管理技术;突破压缩空气储能系统集成及其与电力系统的耦合控制技术;建设工程示范，研究示范系统调试与性能综合测试评价技术;研制储能系统产业化技术并推广应用。 #

3.飞轮储能技术。发展10MW/飞轮储能单机及阵列武器制造技术。突破小型飞轮马达轴系、重型磁悬浮轴承、大容量微耗损运行控制器以及大功率高效水泵制造技术;突破飞轮储能单机集成设计、阵列系统设计集成技术;研究飞轮单机焊装、飞轮储能阵列安装调试技术;研究飞轮储能系统应用运行技术、检测技术、安全防护技术;研究飞轮储能核心部件专用生产设备、总装设备、调试设备技术和批量生产技术。研究大容量飞轮储能系统在不同电力系统中的耦合规律、控制策略;探求飞轮储能在电能质量调控、独立能源系统调节以及新能源发电功率调控等领域中的经济应用模式;建设小型飞轮储能系统在新能源的应用示范。

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4.低温超导储能技术。探求低温超导储能系统的设计新型原理，突破2.5MW/5MJ以上低温超导储能磁极设计技术;研究低温超导储能系统的功率调节系统PCS的设计、控制策略、调制及制造技术;研究低温超导储能高温高压绝缘结构、低温绝缘材料和制热系统设计技术;研究高性能在线监控技术、实时快速检测和在线监测控制技术。布局基于超导磁和电物理及其它大规模化学储能的多功能全新混和储能技术，重点突破混和储能系统的控制技术及多时间尺度下的能量匹配技术。开发小型低温超导储能装置及挂网示范运行。

5.大容量超级电容储能技术。开发新型电极材料、电解质材料及超级电容器新体系。举办高性能石墨烯及其复合材料的宏量制备，探求材料结构与性能的作用关系;开发基于钠离子的新型超级电容器体系。研究高能量混和型超级电容器正负电极制备工艺、正正极容量匹配技术;研制能量密度30Wh/kg、功率密度5000W/kg的长循环寿命超级电容器单体技术。研究超级电容器模块化技术，突破大容量超级电容器串并联成组技术。研究10MW级超级电容器储能装置系统集成关键技术，突破大容量超级电容器应用于刹车能量回收、电力系统稳定控制和电能质量改善等的设计与集成技术。 #

6.电瓶储能技术。突破高安全性、低成本、长寿命的固态锂电池技术，以及能量密度达到300Wh/kg的锂硫电瓶技术、低温化钠硫储能电瓶技术;研究比能量>55Wh/kg，循环寿命>5000次(80%DOD)的铅炭储能电瓶技术;研究总体能量效率≥70%的锌镍单液流电瓶技术;研究储能电瓶的先进能量管理技术、电池封装技术、电池中稀有材料及非环保材料的取代技术。研究适用于100kW级高性能动力电瓶的储能技术，建设100MW级全钒液流电瓶、钠硫电瓶、锂离子电瓶的储能系统，建立电瓶储能系统动态监控技术。突破液态金属电瓶关键技术，举办MW级液态金属电瓶储能系统的示范应用。布局以钠离子电瓶、氟离子电瓶、氯离子电瓶、镁基电瓶等为代表的新概念电瓶技术，**电瓶材料、突破电瓶集成与管理技术。

节能与能效提高技术**： #

强化现代化工业节能技术**，重点研究高效工业锅(窑)炉、新型节能马达、工业余能深度回收借助以及基于先进信息技术的工业系统节能等技术并举办工程示范。 #

举办建筑工业化、装配式住宅，以及高效智能电器、制冷、照明、办公终端用能等新型建筑节能技术**。 #

推进高效节能运输工具、制动能量回馈系统、船舶推动系统、数字化岸电系统，以及基于先进信息技术的交通运输系统等先进节能技术**。 #

强化能源梯级借助等全局优化系统节能技术**，举办散煤代替等能源综合借助技术研究及示范，对我国实现节能降耗目标产生有力支撑。