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《中國制造2025—能源裝備實施方案》儲能、先進電網篇

時間:2018-7-26 17:37:42點擊:

  內北極星智能電網在線訊:近日,國家發改委、工信部和國家能源局聯合發布《中國制造2025—能源裝備實施方案》(以下簡稱《實施方案》)。《實施方案》提出,2020年前,我國將突破一批能源清潔低碳和安全高效發...
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  北極星智能電網在線訊:近日,國家發改委、工信部和國家能源局聯合發布《中國制造2025—能源裝備實施方案》(以下簡稱《實施方案》)。《實施方案》提出,2020年前,我國將突破一批能源清潔低碳和安全高效發展的關鍵技術裝備并開展示范應用,制約性或瓶頸性裝備和零部件實現批量化生產和應用。2025年前,能源裝備制造業形成具有比較優勢的較完善產業體系,總體具有較強國際競爭力。能源裝備形成產學研用有機結合的自主創新體系,實現引領裝備制造業轉型升級。
  《實施方案》的工作任務圍繞能源革命的重大部署確定。包含保障能源安全供應、推動清潔能源發展和化石能源清潔高效利用三個方面、15個領域的能源裝備創新行動重點,主攻當前能源產業發展亟需的三代核電、模塊化小型堆、先進燃料等先進核電裝備、頁巖氣、深水油氣等油氣勘探開發裝備、燃氣輪機、智能電網和能源互聯網等先進電力裝備等重要領域。
  其中涉及儲能、先進電網內容如下:
  一、儲能裝備
  (1)技術攻關:
  10MW級壓縮空氣儲能裝備:掌握系統總體設計與系統集成技術,突破超臨界壓縮空氣儲能系統中寬負荷壓縮機和高負荷透平膨脹機、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。
  飛輪儲能裝備:研制1MW/1000MJ飛輪儲能工業示范單機、陣列機組,研究基于軸向磁通永磁電機的新型飛輪儲能系統。高溫超導儲能裝備:掌握5MJ/2.5MW以上的高溫超導儲能磁體、功率調節系統PCS、高溫超導儲能低溫高壓絕緣結構、低溫絕緣材料及制冷系統設計與制造技術。
  大容量超級電容儲能裝備:突破新型電極材料、電解質材料及超級電容器新體系等,研究高性能石墨烯及其復合材料的宏量制備,開發基于鈉離子的新型超級電容器體系等,研發能量密度30Wh/kg,功率密度5000W/kg的超級電容器單體。
  10MW級液流電池儲能成套裝備:掌握電池結構設計、電極材料改性、一體化電極制備等技術。
  全釩液流電池儲能裝備:研究關鍵膜材料、電池可靠性與耐久性技術、大功率電池堆工程設計、系統集成與智能控制技術等,建立釩電池儲能示范系統。
  高性能鉛炭電池儲能裝備:研究高導電率、耐腐蝕的新型電極材料設計、合成和改性技術,以及長壽命鉛炭復合電極和新型耐腐蝕正極板柵制備技術,掌握鉛炭電池本體制備技術,開發長壽命、低成本鉛炭電池儲能裝置。
  25kW鋁合金鈉硫電池儲能裝備:突破金屬與陶瓷的低壓力擴散封接系統、高活性電極的裝配及封裝系統、連續式素坯成型及陶瓷管燒結系統、電解質陶瓷管、碳氈及復合正極材料、高抗腐蝕外殼、熱壓封接陶瓷頭、大尺寸保溫箱、電池管理系統、抗腐蝕高溫連接件。
  100MW級鈦酸鋰電池儲能裝備:突破關鍵材料篩選制備技術、電池材料體系匹配技術、電池制備技術、電/熱管理技術、電池系統集成技術、電池失效診斷分析技術以及鈦酸鋰電池系統與功率變換匹配技術、儲能機組群控技術等,掌握長壽命鈦酸鋰材料、儲能用鋰離子電池設計及制備技術、電池系統集成技術和電池系統與功率變換匹配技術以及儲能機組群控技術。
  (2)試驗示范:
  依托《風電發展十三五規劃》、《太陽能發電發展十三五規劃》和《電力十三五規劃》及相關能源中長期戰略規劃,確定示范工程推動關鍵儲能裝備的試驗示范。
推進氫能在天然氣冷熱電聯供系統中的儲能功能示范。
  (3)應用推廣:
  鼓勵后續項目采用自主研制設備。
  二、先進電網裝備
  1、特高壓輸變電
  (1)技術攻關:
  特高壓交流輸電裝備:1100kV/2500A0.4g抗震型交流系統用變壓器套管、1100kV/3150A大容量變壓器用套管、氣體絕緣金屬封閉輸電線路、無源式光學電流/電壓光學傳感器、內置式絕緣子關鍵部件、760kN及以上大噸位絕緣子、高性能組部件及原材料(基于光纖的可測溫度、形變電磁線,高性能、高質量規模化生產硅鋼片,避雷器用高性能電阻片原材料)、0.5g抗震型大容量并聯電容器裝置、1000kV交流串聯電容器裝置。
  ±800-1100kV特高壓直流輸變電裝備:研制±1100kV高端及中端換流變壓器(多物理場仿真設計分析技術、直流油紙絕緣設計驗證及校核技術、絕緣成型件及組附件、現場試驗技術)及換流變壓器關鍵零部件(絕緣成型件及組附件),±1100kV換流變壓器閥側套管(設計套管內絕緣設計、大尺寸外絕緣加工工藝等,掌握大直徑套管絕緣芯體加工工藝及設備研制、試驗技術),±800kV、±1000kV出線裝置(絕緣結構),現場組裝式換流變壓器(關鍵技術開發),±1100kV平波電抗器(電磁場分析和絕緣可靠性、電氣結構、防震設計、降低損耗和噪聲、運行環境和適應性、絕緣成型件及組附件國產化、智能化制造工藝),直流輸電晶閘管換流閥研制(突破換流閥絕緣設計技術),±1100kV各類直流電容器(PLC/RI電容器、濾波電容器、中性母線沖擊電容器、直流轉換開關用電容器、交流濾波電容器、低噪聲電容器組、高比特電容器組、0.5g抗震型電容器裝置),±1100kV直流旁路開關、直流轉換開關、直流隔離開關和接地開關,±1100kV直流測量裝置系列產品(全光纖電流互感器/直流電子式電壓互感器),±1100kV直流系統避雷器,±800-1100kV穿墻套管(結構設計、絕緣設計和加工工藝等突破關鍵技術),1100kV瓷柱式濾波器組斷路器
  推進特高壓輸變電裝備智能制造與智能運維:研究并掌握特高壓交直流輸電裝備優化設計、關鍵零部件高效、高精度制造技術,關鍵零部件、整機智能生產線技術,在位檢測與制造過程智能管控技術,工控網絡安全監測與審計,運行過程遠程在線監測,全壽命期的大數據與智能決策技術,設備在役在線檢測、遠程設備維護診斷、企業私有云、能源裝備公共云技術。
  (2)試驗示范:
  依托《電力發展十三五規劃》及相關能源中長期戰略規劃中明確的后續特高壓輸電工程項目,推動關鍵裝備的試驗示范:
  1000kV等級特高壓交流關鍵設備:氣體絕緣金屬封閉開關設備用關鍵元件無源式光學電流互感器、出線裝置、冷卻器、有載開關、智能組件、變壓器干式套管、交直流混聯協調控制保護成套設備、1333MVA兩柱式特高壓變壓器、大容量現場組裝變壓器、可控特高壓并聯電抗器、氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)等。
  ±800-1100kV特高壓直流輸變電關鍵設備:換流變壓器(閥側套管、穿墻套管),5000A直流斷路器,換流變出線裝置,現場組裝式換流變壓器,平波電抗器,晶閘管,換流閥,直流耦合電容器、交直流濾波電容器,直流旁路開關、直流轉換開關、直流隔離開關和接地開關,直流測量裝置系列產品(全光纖電流互感器/直流電子式電壓互感器),直流避雷器(Ur=1320kV),穿墻套管,瓷柱式濾波器組斷路器,絕緣子,控制保護系統等。
  所有完成技術攻關的設備;
  承擔關鍵零部件技術攻關的設備整機。
  (3)應用推廣:
  鼓勵《電力發展十三五規劃》及相關能源中長期戰略規劃中明確的后續特高壓輸電工程項目采用自主研制的特高壓輸變電裝備、完成試驗示范的關鍵設備:
  1000kV等級特高壓交流輸電成套設備:氣體絕緣金屬封閉開關設備、變壓器油浸紙套管、可控并聯電抗器保護裝置、串聯補償裝置等。
  ±800kV特高壓直流輸電設備:直流隔離開關、直流電容器、6英寸5000A晶閘管和換流閥、5000A旁路開關以及已完成試驗運行業績設備及低電壓設備。
  2、智能電網
  (1)技術攻關:
  柔性輸變電設備:突破±500kV/3000MW柔直系統關鍵技術和控制保護設備,±800kV柔性直流輸電裝備(含換流器及直流支撐電容器),適用于10kV~110kV配網系統的柔性直流配網換流器、變壓器、斷路器、控制保護系統研制,±160-500kV高壓直流斷路器關鍵技術和超高速機械開關等關鍵組件以及帶故障電流限制的高壓直流斷路器,500kV統一潮流控制器換流閥、晶閘管旁路開關、控制保護等,300MW級大功率SVG設備,220kV/40kA固態短路限流裝置在短路電流超標系統的自耦變壓器、晶閘管閥設計、控制策略及控保系統、±500kV柔性直流電纜及海底電纜、附件和絕緣材料、300Mvar級大功率SVG設備、±500kV直流電纜、500kV短路電流限制器。
  智能變電站成套裝備:研發基于大數據、云計算的126-1100kV氣體絕緣金屬封閉智能開關設備及遠程專家診斷系統、智能變電站智能控制和運行維護系統、110-1000kV/50-1000MVA節能型環保型智能變壓器、智能變電站主設備帶電檢修關鍵設備、同步開關和變電站智能巡檢系統、次同步振蕩識別及抑制系統。
  智能配電網成套設備:研發智能分布式配電保護與自愈控制系統、10-35kV智能配網串聯補償裝置、適用于10-35kV配網的MW級以上電能路由器、微網專用超快速混合型低壓限流斷路器、中壓兆瓦級雙電源固態無縫切換開關、微電網多源協調控制系統、分布式配電線路故障定位系統、分布式串聯補償裝置以及新材料和光電復合高帶寬數據線纜。
  用戶端智能化成套裝備:用于新能源或多電源低壓配電系統的控制與保護一體化系統及裝置、用于新能源或多電源配電系統的用戶端核心電器設備(額定電壓為AC1000V或DC1500V及以下的超智能型萬能式斷路器、超智能型塑殼式斷路器、超智能型小型斷路器、超智能型自動轉換開關、超智能型控制與保護電器低壓開關柜(全鋁母線式)等)、用戶端能源管理與需求響應系統及接口裝置、用戶端核心電器及電機設備的智能制造裝備。
  大容量電力電子器件和材料:研制以SiC和GaN等材料為代表的寬禁帶電力電子半導體器件、高壓/大電流瞬態開斷電力電子器件、高壓大容量固態電力電子變換器,研發新一代高壓大功率電力電子器件材料生長與摻雜、器件及封裝、驅動及電路設計等關鍵技術工藝。
  高溫超導材料:研究高溫超導材料配方及其制備工藝,開展面向超導電纜、變壓器、限流器、超導電機等的應用研究。研究生產執行管理、先進過程控制與優化、物流與質量追溯等智能制造技術。
  推進智能電網設備智能制造與智能運維:研究并掌握各類智能電網裝備數字化快速設計技術,如智能化加工流水線、機器人、智能檢測裝置、精益電子看板、制造執行系統(MES)、產品全生命周期管理系統(PLM)等;建立生產過程數據采集分析系統和車間級工業通信網絡,建立自動化智能化的加工、裝配、檢驗、物流等系統,通過工業通信網絡實現互聯和集成;研究工控網絡安全監測與審計,運行過程遠程在線監測,全壽命期的大數據與智能決策技術,設備在役在線檢測、遠程設備維護診斷、企業私有云、能源裝備公共云技術。
  (2)試驗示范:
  開展智能電網、能源互聯網等工程項目示范,推動關鍵裝備的試驗示范:
  柔性直流輸電:±500kV/3000MW柔直系統、±500kV/3000MW多端柔性直流輸電控制保護、10kV~110kV柔性直流配電設備、±160kV~±500kV高壓直流斷路器、500kV統一潮流控制器(UPFC)、220kV/40kA固態短路限流裝置等。智能變電站主設備、二次設備綜合在線監測及遠程專家診斷系統,750kV-1000kV節能型環保型智能變壓器、10-35kV投切電容器組和無功補償專用真空開關、智能變電站一次設備帶電檢修關鍵設備等。
  所有完成技術攻關的設備;
  承擔關鍵零部件技術攻關的設備整機。
  (3)應用推廣:
  鼓勵后續配電網智能化改造工程項目采用自主研制設備、完成試驗示范的關鍵設備:
  ±320kV/1000MW和±420kV/1250MW柔性直流輸電系統、200MW/35kV大功率SVG設備、220kV/40kA固態短路限流裝置等。
  126kV~363kV集成式智能隔離斷路器、110kV-500kV節能型環保型智能變壓器、智能分布式配電保護與自愈控制系統、10kV智能配網串聯補償裝置、10kV智能配網無功補償SVG裝置、微網專用超快速混合型低壓限流斷路器、中壓兆瓦級雙電源固態無縫切換開關、微電網多源協調控制系統等。
  3、能源互聯網關鍵裝備
  (1)技術攻關:
  能源互聯網核心裝備:包括面向多能流的能源交換與路由、儲能、能氣轉換等裝置。
  可再生能源并網系統:研發基于移動互聯網、云計算和大數據分析技術的可再生能源綜合監控、運維、預測及分析評估系統以及可再生能源自動化智能生產管理設備及系統,包括可再生能源智能集中運維管理系統、可再生能源發電效能云分析評估系統、基于大數據的可再生能源故障云診斷系統、光伏電站運行指標分層分級評估系統、基于設備環境模型的光伏發電高效能控制系統、光伏智能運維平臺、光伏發電分析評估系統、光伏發電智能控制系統、光伏發電功率預測系統、風電功率預測系統、風力發電機組智能控制系統,掌握智能診斷、功率預測、分析評估與控制調度技術,推進移動互聯網、云平臺和大數據等新一代信息技術在可再生能源智能診斷、功率預測、分析評估與協調控制等方面的應用,突破能源互聯網框架下的風電機組、光伏逆變器與能源互聯網信息交互與控制,開發主要可再生能源發電效能云分析系統、故障云診斷系統,實現可再生能源發電智能運維。
  (2)試驗示范:
  依托《關于積極推動“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)發展的行動計劃》、《風電發展十三五規劃》、《太陽能發電發展十三五規劃》和《電力十三五規劃》及相關能源中長期戰略規劃,確定示范工程推動關鍵裝備的試驗示范。
  推動可再生能源發電大數據建模和分析技術研究、云計算和互聯網在可再生能源發電綜合監控、運維、預測及分析評估和生產管理等領域的應用。推動靠岸電源成套設備示范應用。
  (3)應用推廣:
  鼓勵后續項目采用自主研制設備。

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