儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網的重要組成部分和關鍵支撐技術。以鋰離子電池為主體的電化學儲能是大規(guī)模儲能技術的重要發(fā)展方向，然而，鋰離子電池本身存在熱失控的安全風險，并極易由此引發(fā)系統(tǒng)性火災。

新型物聯(lián)網在線感知電子標簽（eRFID）應用原理圖

日前，國家自然科學基金委公布2019年度國家自然科學基金委員會與英國工程與自然科學研究理事會合作研究項目。我國電力科學研究院牽頭申報項目“交直流柔性互聯(lián)的城市能源系統(tǒng)協(xié)調運行與故障恢復”獲批立項。我國電科院深入貫徹落實國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)揮多學科綜合科研優(yōu)勢和高端人才密集優(yōu)勢，2019年共獲批14項國家自然科學基金項目，獲國家科技進步獎3項、我國專利獎4項、省部級科學技術獎60項、我國電力科學技術獎31項、電力創(chuàng)新大獎4項、公司科學技術獎79項。這些科技創(chuàng)新成果為電網安全、智能、綠色發(fā)展供應新動能。

加強新興技術研究，多角度提升電網智能化水平

2019年十二月三十一日，新一代電力調度自動化系統(tǒng)支撐平臺和人機云終端研發(fā)完成，并在原型系統(tǒng)上完成集成調試。這一系統(tǒng)是國家重點研發(fā)計劃“大電網智能調度與安全預警關鍵技術研究及應用”等科技項目的重要成果。

在國家電力調度控制中心組織下，我國電科院與南瑞集團、清華大學等單位合作開展系統(tǒng)研發(fā)。新一代電力調度自動化系統(tǒng)引入“互聯(lián)網+”理念和云計算、大數據及人工智能等新技術，將實現全業(yè)務信息感知、全系統(tǒng)協(xié)同控制、全過程在線決策、全時空優(yōu)化平衡、全方位負荷調度。系統(tǒng)的研發(fā)建設將進一步提升電網調度控制技術支撐能力，有力保障大電網安全運行、清潔能源消納和電力市場化運作。

我國電科院將“大云物移智”等先進技術與傳統(tǒng)能源電力技術深度融合，為形成全面感知、全程在線、全要素互聯(lián)的能源電力新業(yè)態(tài)注入新活力。

智能感知是實現海量數據收集分析的重要基礎。我國電科院開展了多項傳感關鍵技術研究。該公司研發(fā)的新型物聯(lián)網電子標簽(eRFID)具有離線讀取和在線感知雙重功能，具備標識、定位、位移、傾斜、振動、溫度等多參量感傳一體化特點，基于場-端-云同步數據源構建廣域資產物聯(lián)網。

目前，新型物聯(lián)網電子標簽已在吉林松原、白城9縣市200臺配電變壓器上部署，實現資產在線、遠程盤點、異動監(jiān)控等，減少現場巡檢及數據維護工作量30%以上。此外，我國電科院還開展了隧穿磁阻電流傳感器、微納電場傳感器等新型電參量傳感器研制，并研發(fā)面向輸配電的多參量、低功耗邊緣智能終端。

新一代智能電能表研究不僅與居民生活息息相關，也為配電網精準搶修、電力現貨市場交易等各類業(yè)務數據的采集、電網公司數據中臺建設供應了支撐。

我國電科院與多家主流電能表廠商合作，完成了“多芯”模組化設計理念的智能電能表的研發(fā)，實現了非計量芯的獨立升級，突破了以往電能表不能遠程升級的限制，并具備靈活的數據采集能力和強大的數據存儲能力。

在江蘇、浙江、重慶、山東、河南等試點應用地區(qū)，居民客戶能通過有序充電模塊實現電動汽車的有序充電，極大節(jié)約電費支出。供電公司能通過負荷識別模塊實現居民客戶家庭電器組成精確辨識，為指導客戶科學合理用電供應技術支撐，促進居民客戶與電網的友好互動。

加強安全穩(wěn)定技術研究，全方位護航電網安全運行

2019年十二月，我國電科院搭建了具備電網數據管理、仿真計算、智能分析等功能的國家電網規(guī)劃仿真計算分析平臺。該平臺能實現電網規(guī)劃與調度運行“統(tǒng)一數據、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一計算”，支持用戶量超過200個、計算節(jié)點數量超過6萬個、變壓器數量超過2萬臺、線路數量超過3萬條的公司全區(qū)域輸電網規(guī)劃網絡化協(xié)同研究。平臺的搭建首次為電網科學規(guī)劃工作供應了統(tǒng)一、靈活、高效的技術支持，同時為“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃奠定了技術基礎。

依托國家電網新一代仿真平臺，2019年，我國電科院面向大電網分析的多直流電磁暫態(tài)建模仿真技術取得突破，全面建成了國內所有在運直流工程的高保真高效模型，在保證精度的前提下大幅降低計算復雜度，全網仿真進入穩(wěn)態(tài)時間縮短到1秒內、計算速度提升20倍以上。該技術已成功應用于國-分-省三級調度的電網生產中，為支撐電網清潔低碳、安全高效運行供應了重要支撐，標志著我國交直流電網仿真分析技術水平邁上新的臺階。

2019年九月十五日，世界首例GIL用于跨江特高壓輸電的蘇通特高壓GIL綜合管廊正式投運，我國電科院提出的特高壓GIL及架空混合線路保護技術方法在該工程中獲得全面應用。該方法首次提出線路保護分區(qū)配置的策略，能夠準確判斷故障發(fā)生區(qū)段，保證在線路任意位置發(fā)生故障時均能正確識別故障區(qū)段，并應用不同的重合策略，有效防止故障對系統(tǒng)的二次沖擊及對GIL絕緣的破壞。這一技術突破填補了特高壓GIL及架空混合線路繼電保護技術方法的空白。

2019年九月二十六日，±1100千伏昌吉—古泉特高壓直流輸電工程投運。我國電科院完成了±1100千伏特高壓直流過電壓、外絕緣、電磁環(huán)境等技術攻關，成功研制換流變、平抗、復合絕緣子等關鍵設備，攻克和突破了系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制、復雜環(huán)境外絕緣特性、過電壓、電磁環(huán)境控制指標等關鍵技術難題，有力支撐工程建設。

在我國湖北、湖南、遼寧、安徽等地區(qū)，導線覆冰舞動災害頻發(fā)，我國電科院基于國家重點研發(fā)計劃“極端條件下的大區(qū)域電網設施安全保障技術”等科技項目，研發(fā)了具有邊緣計算功能的輸電線路舞動智能監(jiān)測裝置，突破了以往監(jiān)測裝置可靠性差、集成度低和數據處理能力弱等技術瓶頸，實現了對舞動災害重點區(qū)域重要線路的全面感知，填補了相應領域國內外研究空白，也標志著公司建成了首個基于邊緣計算技術的輸電線路風振特點監(jiān)測體系。

2019年十月，我國電科院與國網信息通信產業(yè)集團有限公司合作，建立了我國視頻監(jiān)控覆蓋地域最廣、接入數量最多的國家電網公司基建安全質量信息監(jiān)控中心。監(jiān)控中心綜合運用物聯(lián)網、大數據、云計算等先進技術，全面對接27個省級電力公司基建現場作業(yè)視頻和安全質量管理信息，可同時接入風險視頻1000路，具備工程項目統(tǒng)計、風險遠程抽查、違章作業(yè)處置等多項業(yè)務功能，提升了電網基建管理的信息感知、數據共享和智能預警能力。

加強源網荷儲互動技術研究，多維度助推電網綠色發(fā)展

儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網的重要組成部分和關鍵支撐技術。以鋰離子電池為主體的電化學儲能是大規(guī)模儲能技術的重要發(fā)展方向，然而，鋰離子電池本身存在熱失控的安全風險，并極易由此引發(fā)系統(tǒng)性火災。

我國電科院研發(fā)了鋰離子電池儲能集裝箱消防系統(tǒng)，能在15秒內撲滅明火，且24小時內電池不復燃，有效解決了傳統(tǒng)滅火方式對鋰離子電池火災不具備明顯抑制用途、無法防止電池復燃等問題。消防系統(tǒng)采用模塊化設計，可根據應用要靈活配置，可廣泛應用于大規(guī)模儲能、分布式儲能、電動汽車等多個領域。

新能源發(fā)電存在著機組機型多、并網特性差異大、現場試驗工況有限等約束下仿真模型通用性和準確性難以兼顧等問題，我國電科院全面掌握新能源發(fā)電機組機電暫態(tài)通用化建模及參數整定技術，完成了30余個類型風機和27個類型光伏逆變器的參數整定工作，技術覆蓋80%新能源并網容量；建立了新能源基地經特高壓直流送出系統(tǒng)的數模混合仿真平臺，建成了主控和變流控制器在環(huán)的風電機組并網特性評價系統(tǒng)，有力保障了風力發(fā)電并網的安全穩(wěn)定運行。

近年來，大量具有間歇性、隨機性的分布式電源接入電網，極大地新增了電網復雜性和管控難度，對電網的安全、可靠、經濟運行出現重大影響。

2019年，我國電科院牽頭的國家重點研發(fā)計劃項目“分布式可再生能源發(fā)電集群并網消納關鍵技術及示范應用”取得重大突破。面向工業(yè)園區(qū)集中式接入與農村戶用分散式接入的分布式電源靈活并網裝備及群控群調系統(tǒng)成功應用于該項目位于安徽金寨的示范工程中，極大提高了分布式能源靈活并網和高效利用水平。安徽金寨光伏用戶的發(fā)電收益也因此得到極大提升，通過項目研發(fā)成果應用，鐵沖鄉(xiāng)前營村村民李西術家的光伏發(fā)電年均收益從1400元提升到2600元。該技術實現了大規(guī)模分布式電源并網電量的有效消納，也標志著我國在分布式可再生能源高效利用方面處于國際領先地位。

針對當前分布式能源站存在的規(guī)劃設計不合理、生產運行效率低、設備設施利用率不高等問題，2016年開始，我國電科院與國網上海綜合能源服務公司合作，開發(fā)了基于分布式低碳能源站多空間尺度能源互聯(lián)互濟規(guī)劃與運行平臺軟件。2019年三月，平臺在上海世博B片區(qū)央企總部能源中心開展試點應用，提高能源站運行效率10%以上，為綜合能源服務多能供應、能源站代維托管等服務供應了技術支撐。

2020年，我國電科院將圍繞公司戰(zhàn)略目標，深入開展能源互聯(lián)網戰(zhàn)略謀劃和關鍵技術研發(fā)，加緊步伐建設世界一流的電力科研機構、技術咨詢機構和權威質檢認證機構。

（我國電科院供圖）

原標題:科技創(chuàng)新 為電網發(fā)展供應新動能