1、電力系統的重要研究課題1. 特高壓交直流輸電技術的相關課題在我國，特高壓電網指的是以1000kV交流電壓和±800kV直流電壓輸電工程和技術。特高壓電網指的是以1000kV輸電網為骨干網架，超高壓輸電網和高壓輸電網以及特高壓直流輸電、高壓直流輸電和配電網構成的分層、分區、結構清晰的現代化大電網。建設特高壓電網時滿足未來持續增長的電力需求根本保證。只有加快建設電壓等級更高、網架結構更強、資源配置更大的以特高壓電網為核心的國家電網才能滿足大規模的電力輸送和供應，提高我過能源開發與利用效率。特高壓輸電技術的相關研究熱點主要高電壓技術、控制與保護技術以及新材料與設備制造等。高電壓技術的研究主

2、要包括特高壓電暈效應、特高壓絕緣理論與技術、特高壓電磁環境及其影響、過電壓分析與絕緣配合等。控制與保護技術研究主要包括高壓直流輸電系統的控制系統設計方法、控制器的成套設計與實驗、高壓直流輸電系統的保護技術研究等。新材料與設備制造技術包括新型絕緣材料的研發、電力電子器件的制造技術以及其他特高壓設備設計與制造等。2. 基于電壓源型換流器多端高壓直流輸電技術的相關課題基于電壓源換流器的高壓直流輸電技術（VSC-HVDC）是以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術，采用最先進的電壓源換流器（VSC）、全控型電力電子器件（IGBT）和脈沖調制（PWM）技術，解決了常規直流輸電技術的諸多固有瓶頸：它可以實

3、現有功功率和無功功率的獨立控制，提供動態無功補償能力，改善電能質量，向無源網絡供電，并且濾波容量小，占地面積小，環境污染低，便于模塊化。相比于交流輸電和常規直流輸電，其可控性較好、運行方式靈活，在傳輸能量的同時，還能靈活調節交流系統的電壓，在可再生能源并網、城市供電、海島供電等方面具有巨大的優勢。大規模海上和陸地風能、荒漠太陽能、水電等可再生能源電力的開發，對美國、歐洲、中國等各大電力系統都提出了大容量、遠距離輸電的需求。為此，各國都在現有輸電技術的基礎上研究探索新的輸電方式和輸電技術，為發展新的輸電網絡提前作技術儲備。其中，基于電壓源型換流器多端高壓直流輸電（VSC-MTDC）技術成為各國研

4、究、設計與開發的重點。VSC-MTDC相關研究的熱點主要包括：加大電力電子器件及其高壓電網應用技術的研發力度，如碳化硅電力電子器件、壓接型IGBT器件、IGBT高壓串聯閥及其電壓源換流器等；加強高壓直流分斷的理論機理和關鍵技術研發力度，盡早實現高壓直流斷路器的國產化；加強電壓源換相直流輸電相關理論和關鍵技術的研發；加強新型絕緣材料在高頻高壓應用環境下相關基礎理論和關鍵技術研發，為適用于電壓源換相高壓直流輸電技術電工設備的研制奠定技術基礎；在系統層次上，完善電壓源換相直流輸電系統的分析與仿真方法，探索電壓源換相直流輸電系統過電壓分析與絕緣配合，完成電壓源換相直流輸電系統成套設計，研究電壓源換相直

5、流系統控制保護策略；在網絡層次上，加強多端直流輸電網網絡拓撲結構、功率傳輸特性與運行特性、多端直流輸電網控制與調度技術、保護技術等一些關鍵技術和基礎理論的研究工作。多端直流輸電的原理圖3. 基于大容量電力電子技術的柔性交流輸電技術的相關課題柔性交流輸電技術（FACTS）已被國內外的一些較權威性的輸電技術研究者和工作組稱為“未來輸電系統新時代的三項支撐技術之一。FACTS技術是指基于電力電子技術在電能輸送過程中對電能的數量和形態進行快速、精確的控制技術。柔性交流輸電技術實施的核心是基于電力電子技術的，但并不僅限于此，儲能技術、分布式電源技術、信息管理與控制技術等與柔性交流輸電技術密不可分。柔性交

6、流輸電技術的提出和實施為交流系統參數、無功調節、輸送能力、動態穩定給出了新的解決方案。其中，FACTS技術在中國最主要的應用主要包括靜止無功補償器SVC、靜止無功發生器STATCOM和可控串聯補償TCSC等。與FACTS技術相關的研究課題主要包括：大功率電力電子器件的制造技術是當代技術發展最迅速的高新技術之一，這也將使FACTS技術更可靠、更接近市場、更加實用；FACTS相關控制理論和技術關鍵的進一步完善；應用于高壓系統的FACTS設備的制造技術以及模塊化設計研究；在系統層次方面，FACTS設備在電網調度、電壓管理與無功優化、電力系統振蕩阻尼與穩定控制等方面的應用研究。4. 高性能大容量儲能技

7、術的相關課題電力系統中，儲能技術作為改變電能利用的有效途徑，是近年來國內外研究開發非?；钴S的領域。目前已有的儲能技術主要包括抽水蓄能技術、蓄水蓄能技術、電池蓄能、飛輪蓄能、超級電容蓄能和超導蓄能技術等。近年來，新能源汽車特別是電動汽車的良好發展利好動力電池儲能產業發展，但目前電動汽車行業的發展依然受限于高性能大容量的電池技術限制，急需重點研究突破技術瓶頸。另外，新能源發電的間歇性與波動性給現代電力系統帶來了非常大的挑戰，埋下了巨大的隱患，而儲能技術與新能源發電技術的結合將為可再生能源發電并網提供一種可靠安全的途徑。與儲能技術相關的研究課題主要包括：新型儲能材料的研發，高性能大容量儲能設備的模塊

8、化設計與制造；大容量以及高功率型電池的研發，電池充放電控制理論和技術關鍵的開發；風-光-儲混合電力系統的設計方法，系統協調控制與優化方法，系統能量管理技術研究；大規模和分布式相結合的儲能系統（水電蓄能、抽水蓄能、電池蓄能、機械蓄能、蓄熱，大規模和分布式，純電動和插電式混合動力汽車）理論研究；儲能設備在電力系統控制中的應用技術和理論研究。5. 可再生能源發電技術的相關課題在能源緊缺和環境污染日益嚴峻的形勢下，世界各國在風能、太陽能、生物質能等可再生能源發電方面的投入不斷擴大。隨著大量的可再生能源發電并網，尤其是風力發電，給電力系統的可靠和穩定運行帶來了巨大的挑戰。可再生能源發電及大規模可再生能源

9、電力（集中式、分布式）接入是現代電網必須解決的關鍵技術問題，這一問題受到了國內外高校學者、專家、發電企業和電網運行人員的廣泛關注，成為了近年來被廣泛研究的問題之一。與可再生能源發電技術相關的研究課題主要有：新型光伏材料的研發，光伏發電系統的運行與控制技術；新型風電機組的研發與設計，風電并網技術以及風電場與風電機組的建模與仿真方法；風電功率預測方法研究，風電調度與調峰技術研究；電力系統接納風電能力的計算方法以及風電并網對電力系統影響分析；清潔能源發電與間歇性電源友好接入技術研究，風-光-儲混合系統設計、運行與控制方法，大規模和分布式相結合的可再生能源發電系統研究與設計。6. 電動汽車技術的相關課

10、題隨著汽車工業的快速發展，傳統燃油汽車廣泛應用所引起的能源供應緊缺和環境污染等問題日益突出，節能減排已深入人心。發展電動汽車，實現交通動力電氣化轉型，不僅關系到汽車產業的未來，更關系到人類社會的可持續發展。同時，電動汽車的大規模推廣應用將有助于提高電網電能利用效率，發揮其分散式儲能、參與系統調峰、作為應急支撐電源等功能。對于中國而言，電動汽車的發展還在一定程度上成為中國從汽車銷售大國逐步向生產大國、出口大國和技術強國發展，實現國內汽車行業獲取國際競爭優勢的重大契機。因此，電動汽車的發展對中國具有重要的經濟與戰略意義。與電動汽車技術相關的研究課題主要包括：開發新型電池材料，研發高性能大容量電池；

11、研究電動汽車電池的快速充放電控制技術，完善充電站管理系統設計；研究電動汽車充電對電力系統的影響及其調度與控制方法；討論電動汽車充放電與可再生能源發電的協調控制方法；探索包含電動汽車的風-光-儲混合系統的設計、運行與控制方法。7. 超導輸電技術的相關課題超導輸電使用高溫超導材料替代傳統的銅和鋁導線來輸送電能，其優越性由超導材料的優點所決定，主要是：第一，高溫超導體的臨界電流密度達到銅線或者鋁導線的允許電流密度的100倍以上，易于實現單回路大容量傳輸，相同容量時，體積小，重量輕。第二，超導線路在直流情況下沒有電阻，沒有電能損耗，維持液氮溫度以上的制冷耗能要小得多，使得輸電損耗低，效率高。由于以上重

12、大優越性，使高溫超導輸電將為未來電網提供一種全新的低損耗，大容量，遠距離電力傳輸的重要途徑，考慮到我國未來大規模的電力輸送問題，超導直流輸電是重要發展的方向。近些年來，超導直流輸電技術日益受到世界各國重視。美國、 日本、德國等國家均在探索長距離超導直流輸電的可行性。建議超導直流輸電應作為我國發展的重點。與超導輸電技術相關的研究課題有：超導科學的物理基礎研究，研究和開發新一代超導材料及其制造工藝技術、配套的低溫制冷技術；重點開發超導電纜、超導變壓器、超導限流器、超導儲能等電力設備和技術；研究超導技術在電力輸配系統中的應用，長遠目標是實現大容量、遠距離、超導直流輸電；建立超導技術研究、開發和應用的平臺及相應的試驗基地，進行裝置的物理試驗、系統仿真并建立相應的標準規范。超導電纜截面圖交流多相超導電纜結構示意圖8. 微網技術的相關課題微網概念的興起主要是解決分布式電源并網帶來的技術、市場和政策上的問題。為了最大限度地發揮分布式發電技術在經濟、能源和環境中的優勢，很多國家都將微網納入未來電網發展的日程中。歐洲以及美國、日本等國家都針對本國實際提出了微網的概念并積極開展研究， 到目前為止，微網在理論與應用上都取得了豐碩的成果。鑒于微網能夠最大化接納分布式電源，節能降耗且提高能效，實現農村電氣化，提高供電可靠性和電能質量以及電網整體抗災能力，建議將微網作為我國電力系統未來發展的