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《中国制造2025—能源装备实施方案》储能、先进电网篇

时间:2018-7-26 17:37:42点击:

  内北极星智能电网在线讯:近日,国家发改委、工信部和国家能源局联合发布《中国制造2025—能源装备实施方案》(以下简称《实施方案》)。《实施方案》提出,2020年前,我国将突破一批能源清洁低碳和安全高效发...
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  北极星智能电网在线讯:近日,国家发改委、工信部和国家能源局联合发布《中国制造2025—能源装备实施方案》(以下简称《实施方案》)。《实施方案》提出,2020年前,我国将突破一批能源清洁低碳和安全高效发展的关键技术装备并开展示范应用,制约性或瓶颈性装备和零部件实现批量化生产和应用。2025年前,能源装备制造业形成具有比较优势的较完善产业体系,总体具有较强国际竞争力。能源装备形成产学研用有机结合的自主创新体系,实现引领装备制造业转型升级。
  《实施方案》的工作任务围绕能源革命的重大部署确定。包含保障能源安全供应、推动清洁能源发展和化石能源清洁高效利用三个方面、15个领域的能源装备创新行动重点,主攻当前能源产业发展亟需的三代核电、模块化小型堆、先进燃料等先进核电装备、页岩气、深水油气等油气勘探开发装备、燃气轮机、智能电网和能源互联网等先进电力装备等重要领域。
  其中涉及储能、先进电网内容如下:
  一、储能装备
  (1)技术攻关:
  10MW级压缩空气储能装备:掌握系统总体设计与系统集成技术,突破超临界压缩空气储能系统中宽负荷压缩机和高负荷透平膨胀机、紧凑式蓄热(冷)换热器等核心部件的流动、结构与强度设计技术。
  飞轮储能装备:研制1MW/1000MJ飞轮储能工业示范单机、阵列机组,研究基于轴向磁通永磁电机的新型飞轮储能系统。高温超导储能装备:掌握5MJ/2.5MW以上的高温超导储能磁体、功率调节系统PCS、高温超导储能低温高压绝缘结构、低温绝缘材料及制冷系统设计与制造技术。
  大容量超级电容储能装备:突破新型电极材料、电解质材料及超级电容器新体系等,研究高性能石墨烯及其复合材料的宏量制备,开发基于钠离子的新型超级电容器体系等,研发能量密度30Wh/kg,功率密度5000W/kg的超级电容器单体。
  10MW级液流电池储能成套装备:掌握电池结构设计、电极材料改性、一体化电极制备等技术。
  全钒液流电池储能装备:研究关键膜材料、电池可靠性与耐久性技术、大功率电池堆工程设计、系统集成与智能控制技术等,建立钒电池储能示范系统。
  高性能铅炭电池储能装备:研究高导电率、耐腐蚀的新型电极材料设计、合成和改性技术,以及长寿命铅炭复合电极和新型耐腐蚀正极板栅制备技术,掌握铅炭电池本体制备技术,开发长寿命、低成本铅炭电池储能装置。
  25kW铝合金钠硫电池储能装备:突破金属与陶瓷的低压力扩散封接系统、高活性电极的装配及封装系统、连续式素坯成型及陶瓷管烧结系统、电解质陶瓷管、碳毡及复合正极材料、高抗腐蚀外壳、热压封接陶瓷头、大尺寸保温箱、电池管理系统、抗腐蚀高温连接件。
  100MW级钛酸锂电池储能装备:突破关键材料筛选制备技术、电池材料体系匹配技术、电池制备技术、电/热管理技术、电池系统集成技术、电池失效诊断分析技术以及钛酸锂电池系统与功率变换匹配技术、储能机组群控技术等,掌握长寿命钛酸锂材料、储能用锂离子电池设计及制备技术、电池系统集成技术和电池系统与功率变换匹配技术以及储能机组群控技术。
  (2)试验示范:
  依托《风电发展十三五规划》、《太阳能发电发展十三五规划》和《电力十三五规划》及相关能源中长期战略规划,确定示范工程推动关键储能装备的试验示范。
推进氢能在天然气冷热电联供系统中的储能功能示范。
  (3)应用推广:
  鼓励后续项目采用自主研制设备。
  二、先进电网装备
  1、特高压输变电
  (1)技术攻关:
  特高压交流输电装备:1100kV/2500A0.4g抗震型交流系统用变压器套管、1100kV/3150A大容量变压器用套管、气体绝缘金属封闭输电线路、无源式光学电流/电压光学传感器、内置式绝缘子关键部件、760kN及以上大吨位绝缘子、高性能组部件及原材料(基于光纤的可测温度、形变电磁线,高性能、高质量规模化生产硅钢片,避雷器用高性能电阻片原材料)、0.5g抗震型大容量并联电容器装置、1000kV交流串联电容器装置。
  ±800-1100kV特高压直流输变电装备:研制±1100kV高端及中端换流变压器(多物理场仿真设计分析技术、直流油纸绝缘设计验证及校核技术、绝缘成型件及组附件、现场试验技术)及换流变压器关键零部件(绝缘成型件及组附件),±1100kV换流变压器阀侧套管(设计套管内绝缘设计、大尺寸外绝缘加工工艺等,掌握大直径套管绝缘芯体加工工艺及设备研制、试验技术),±800kV、±1000kV出线装置(绝缘结构),现场组装式换流变压器(关键技术开发),±1100kV平波电抗器(电磁场分析和绝缘可靠性、电气结构、防震设计、降低损耗和噪声、运行环境和适应性、绝缘成型件及组附件国产化、智能化制造工艺),直流输电晶闸管换流阀研制(突破换流阀绝缘设计技术),±1100kV各类直流电容器(PLC/RI电容器、滤波电容器、中性母线冲击电容器、直流转换开关用电容器、交流滤波电容器、低噪声电容器组、高比特电容器组、0.5g抗震型电容器装置),±1100kV直流旁路开关、直流转换开关、直流隔离开关和接地开关,±1100kV直流测量装置系列产品(全光纤电流互感器/直流电子式电压互感器),±1100kV直流系统避雷器,±800-1100kV穿墙套管(结构设计、绝缘设计和加工工艺等突破关键技术),1100kV瓷柱式滤波器组断路器
  推进特高压输变电装备智能制造与智能运维:研究并掌握特高压交直流输电装备优化设计、关键零部件高效、高精度制造技术,关键零部件、整机智能生产线技术,在位检测与制造过程智能管控技术,工控网络安全监测与审计,运行过程远程在线监测,全寿命期的大数据与智能决策技术,设备在役在线检测、远程设备维护诊断、企业私有云、能源装备公共云技术。
  (2)试验示范:
  依托《电力发展十三五规划》及相关能源中长期战略规划中明确的后续特高压输电工程项目,推动关键装备的试验示范:
  1000kV等级特高压交流关键设备:气体绝缘金属封闭开关设备用关键元件无源式光学电流互感器、出线装置、冷却器、有载开关、智能组件、变压器干式套管、交直流混联协调控制保护成套设备、1333MVA两柱式特高压变压器、大容量现场组装变压器、可控特高压并联电抗器、气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)等。
  ±800-1100kV特高压直流输变电关键设备:换流变压器(阀侧套管、穿墙套管),5000A直流断路器,换流变出线装置,现场组装式换流变压器,平波电抗器,晶闸管,换流阀,直流耦合电容器、交直流滤波电容器,直流旁路开关、直流转换开关、直流隔离开关和接地开关,直流测量装置系列产品(全光纤电流互感器/直流电子式电压互感器),直流避雷器(Ur=1320kV),穿墙套管,瓷柱式滤波器组断路器,绝缘子,控制保护系统等。
  所有完成技术攻关的设备;
  承担关键零部件技术攻关的设备整机。
  (3)应用推广:
  鼓励《电力发展十三五规划》及相关能源中长期战略规划中明确的后续特高压输电工程项目采用自主研制的特高压输变电装备、完成试验示范的关键设备:
  1000kV等级特高压交流输电成套设备:气体绝缘金属封闭开关设备、变压器油浸纸套管、可控并联电抗器保护装置、串联补偿装置等。
  ±800kV特高压直流输电设备:直流隔离开关、直流电容器、6英寸5000A晶闸管和换流阀、5000A旁路开关以及已完成试验运行业绩设备及低电压设备。
  2、智能电网
  (1)技术攻关:
  柔性输变电设备:突破±500kV/3000MW柔直系统关键技术和控制保护设备,±800kV柔性直流输电装备(含换流器及直流支撑电容器),适用于10kV~110kV配网系统的柔性直流配网换流器、变压器、断路器、控制保护系统研制,±160-500kV高压直流断路器关键技术和超高速机械开关等关键组件以及带故障电流限制的高压直流断路器,500kV统一潮流控制器换流阀、晶闸管旁路开关、控制保护等,300MW级大功率SVG设备,220kV/40kA固态短路限流装置在短路电流超标系统的自耦变压器、晶闸管阀设计、控制策略及控保系统、±500kV柔性直流电缆及海底电缆、附件和绝缘材料、300Mvar级大功率SVG设备、±500kV直流电缆、500kV短路电流限制器。
  智能变电站成套装备:研发基于大数据、云计算的126-1100kV气体绝缘金属封闭智能开关设备及远程专家诊断系统、智能变电站智能控制和运行维护系统、110-1000kV/50-1000MVA节能型环保型智能变压器、智能变电站主设备带电检修关键设备、同步开关和变电站智能巡检系统、次同步振荡识别及抑制系统。
  智能配电网成套设备:研发智能分布式配电保护与自愈控制系统、10-35kV智能配网串联补偿装置、适用于10-35kV配网的MW级以上电能路由器、微网专用超快速混合型低压限流断路器、中压兆瓦级双电源固态无缝切换开关、微电网多源协调控制系统、分布式配电线路故障定位系统、分布式串联补偿装置以及新材料和光电复合高带宽数据线缆。
  用户端智能化成套装备:用于新能源或多电源低压配电系统的控制与保护一体化系统及装置、用于新能源或多电源配电系统的用户端核心电器设备(额定电压为AC1000V或DC1500V及以下的超智能型万能式断路器、超智能型塑壳式断路器、超智能型小型断路器、超智能型自动转换开关、超智能型控制与保护电器低压开关柜(全铝母线式)等)、用户端能源管理与需求响应系统及接口装置、用户端核心电器及电机设备的智能制造装备。
  大容量电力电子器件和材料:研制以SiC和GaN等材料为代表的宽禁带电力电子半导体器件、高压/大电流瞬态开断电力电子器件、高压大容量固态电力电子变换器,研发新一代高压大功率电力电子器件材料生长与掺杂、器件及封装、驱动及电路设计等关键技术工艺。
  高温超导材料:研究高温超导材料配方及其制备工艺,开展面向超导电缆、变压器、限流器、超导电机等的应用研究。研究生产执行管理、先进过程控制与优化、物流与质量追溯等智能制造技术。
  推进智能电网设备智能制造与智能运维:研究并掌握各类智能电网装备数字化快速设计技术,如智能化加工流水线、机器人、智能检测装置、精益电子看板、制造执行系统(MES)、产品全生命周期管理系统(PLM)等;建立生产过程数据采集分析系统和车间级工业通信网络,建立自动化智能化的加工、装配、检验、物流等系统,通过工业通信网络实现互联和集成;研究工控网络安全监测与审计,运行过程远程在线监测,全寿命期的大数据与智能决策技术,设备在役在线检测、远程设备维护诊断、企业私有云、能源装备公共云技术。
  (2)试验示范:
  开展智能电网、能源互联网等工程项目示范,推动关键装备的试验示范:
  柔性直流输电:±500kV/3000MW柔直系统、±500kV/3000MW多端柔性直流输电控制保护、10kV~110kV柔性直流配电设备、±160kV~±500kV高压直流断路器、500kV统一潮流控制器(UPFC)、220kV/40kA固态短路限流装置等。智能变电站主设备、二次设备综合在线监测及远程专家诊断系统,750kV-1000kV节能型环保型智能变压器、10-35kV投切电容器组和无功补偿专用真空开关、智能变电站一次设备带电检修关键设备等。
  所有完成技术攻关的设备;
  承担关键零部件技术攻关的设备整机。
  (3)应用推广:
  鼓励后续配电网智能化改造工程项目采用自主研制设备、完成试验示范的关键设备:
  ±320kV/1000MW和±420kV/1250MW柔性直流输电系统、200MW/35kV大功率SVG设备、220kV/40kA固态短路限流装置等。
  126kV~363kV集成式智能隔离断路器、110kV-500kV节能型环保型智能变压器、智能分布式配电保护与自愈控制系统、10kV智能配网串联补偿装置、10kV智能配网无功补偿SVG装置、微网专用超快速混合型低压限流断路器、中压兆瓦级双电源固态无缝切换开关、微电网多源协调控制系统等。
  3、能源互联网关键装备
  (1)技术攻关:
  能源互联网核心装备:包括面向多能流的能源交换与路由、储能、能气转换等装置。
  可再生能源并网系统:研发基于移动互联网、云计算和大数据分析技术的可再生能源综合监控、运维、预测及分析评估系统以及可再生能源自动化智能生产管理设备及系统,包括可再生能源智能集中运维管理系统、可再生能源发电效能云分析评估系统、基于大数据的可再生能源故障云诊断系统、光伏电站运行指标分层分级评估系统、基于设备环境模型的光伏发电高效能控制系统、光伏智能运维平台、光伏发电分析评估系统、光伏发电智能控制系统、光伏发电功率预测系统、风电功率预测系统、风力发电机组智能控制系统,掌握智能诊断、功率预测、分析评估与控制调度技术,推进移动互联网、云平台和大数据等新一代信息技术在可再生能源智能诊断、功率预测、分析评估与协调控制等方面的应用,突破能源互联网框架下的风电机组、光伏逆变器与能源互联网信息交互与控制,开发主要可再生能源发电效能云分析系统、故障云诊断系统,实现可再生能源发电智能运维。
  (2)试验示范:
  依托《关于积极推动“互联网+”智慧能源(能源互联网)发展的行动计划》、《风电发展十三五规划》、《太阳能发电发展十三五规划》和《电力十三五规划》及相关能源中长期战略规划,确定示范工程推动关键装备的试验示范。
  推动可再生能源发电大数据建模和分析技术研究、云计算和互联网在可再生能源发电综合监控、运维、预测及分析评估和生产管理等领域的应用。推动靠岸电源成套设备示范应用。
  (3)应用推广:
  鼓励后续项目采用自主研制设备。

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