“十三五”电力科技重大发展方向及关键技术
栏目:行业动态 发布时间:2016-12-07
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新能源发电功率高精度预测技术风电、光伏发电等新能源发电出力具有随机性、波动性特点,大规模新能源并网将对电网安全稳定运行带来影响,不利于新能源消纳。

光伏发电技术是目前最为环保的技术之一,也是十三五规划中很重要的一项关键技术指标。燃煤发电技术领域发电技术和装备不断向高参数、大容量、高效及低排放方向发展,锅炉及汽轮机的制造和运行控制技术取得长足进步,总体技术接近国际先进水平,部分技术达到国际领先水平。国际先进水平: 1000MW级和600MW级600℃超超临界燃煤机组数量及装机容量均居世界首位,拥有自主知识产权并已出口国外,机组发电效率可超过45%,已达到国际先进水平;二次再热发电技术具备自主开发和制造的能力,技术水平与国际先进水平相当。国际领先水平:我国循环流化床燃烧技术、装备研发及运行控制技术。例如:四川白马600MW超临界机组,为世界首台600MW超临界循环流化床锅炉蒸汽参数达到25.4MPa/571℃/569℃,机组效率达到43.2%。接近国际先进水平:整体煤气化联合循环发电技术,例如:天津IGCC发电技术首座示范电站。

输配电技术领域特高压交流1000kv、直流±800kv系列成套装备已实现国产化,在电压等级、输电距离、传输容量、关键设备等方面不断刷新世界记录,整体达到国际领先水平。 新能源发电技术领域我们新能源发电技术起步较晚,但发展很快。风电的单机容量和关键技术不断进步,已经形成了4MW以下风电机组整机及关键零部件的设计制造体系,初步掌握5~6MW风电机组整机集成技术,风机制造企业在国际上占据重要地位。我国海上风电综合实力整体较弱,机组容量以3MW~4MW为主,6MW机组处于样机试验阶段,并且我国严重缺少海上风电施工经验、运行维护与专业监测亟需加强。太阳能发电方面,形成以晶硅太阳能电池为主的产业集群,生产设备部分实现国产化,薄膜太阳能电池技术产业化步伐加快。目前,多晶硅电池平均转化效率达到18%,单晶硅电池平均转化效率接近20%,薄膜电池效率最高达到了21%,均处于全球领先的水平。

太阳能热发电技术取得重要成果,其中塔式和槽式发电项目已经开展示范应用。 生物质能发电方面,基于纯生物质原料的直燃发电是我国生物质发电成熟的主流技术,生物质气化发电规模还较小,生物质直燃发电已初具产业规模。海洋能发电方面,整体处于示范应用向产业化转化的重要阶段,其中,潮汐能发电技术已趋于成熟,建成投运了多个潮汐电站;波浪能和海流能技术研发与小型样机示范取得进展,温差能发电仍停留在实验室试验阶段。地热能发电方面,中低温地热发电技术基本成熟但关键材料与设备的国产化成度较低;高温地热蒸汽发电技术与国外存在较大差距;深层高温地热钻井方面尚没有形成相关技术储备。 水利发电领域高坝大库、大容量、长引水洞、大型地下洞室等总体技术走在国际领先行列。水电机组及金属结构技术方面,通过引进、消化、吸收、再创新,已实现跨越式发展,具备了自主研制大型水电机组的能力,核心技术的开发和关键部件的制造达到了国外同等水平。在金属结构制造方面,泄洪控制闸门及启闭机技术达到国际水平,制造与安装技术已居国际领先水平。 核电技术领域第三代核电技术水平达到世界先进水平,高温气冷堆技术方面,已研制成功世界首台套大功率电磁轴承主氦风机工程样机,处于世界领先水平。

在快堆技术方面,,发电功率20MW的试验快堆已并网发电,安全指标部分已达到第四代先进核能系统的安全目标要求,接近国际先进水平。成为继俄罗斯之后掌握运行中的快中子堆技术的第二个国家。 燃气轮机发电领域重型燃气轮机的引进和自主研发使我国在燃气轮机设计、制造、燃烧等基础领域取得进展,但燃气轮机技术水平与发达国家差距巨大,国内发电用燃气轮机设备严重依赖进口,国际先进的G/H、J级重型燃气轮机初温已经达到1500~1600℃,简单循环发电效率达到40%~41%,联合循环发电效率已达到60%。在微型燃气轮机方面,微型燃气轮机主要用于冷热电联供系统,属于分布式能源系统,从目前使用情况看设备系统可靠性高,维修成本低,使用寿命长能源利用率高。尚处于发展和推广阶段 。

“十三五”电力科技重大方向及关键技术从落实国家能源发展战略、解决能源支撑我国经济社会发展、推进全球能源可持续发展等重大问题,“十三五”期间,在电网方面,以逐步提高可再生能源发电量在总用电量中的比例为核心目标,需要重点开展智能电网重大技术研发,超前部署我国新一代能源系统及全球能源互联网关键技术研究;在发电方面,以优化能源结构、提高非化石能源占一次能源消费比重、重点发展水利发电、安全发展核电技术。“十三五”期间,我国电力科技领域将重点开展9个重大技术方向的38项关键技术研究工作。 智能电网技术智能电网已经成为全球电网发展和进步的大趋势,欧美等发达国家已经将其上升为国家战略。我国在智能电网关键技术、装备和示范应用方面具有良好的发展基础和国际竞争力。智能电网技术体系涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度等多个环节。

1、大规模可再生能源并网调控技术目前,我国新能源发电并网容量已处于世界前列,风电和光伏发电累计并网容量分别跃居全球第一和第二位。但风电与光伏发电的间歇性与随机性特征,难与适应电力生产消费的同时性要求,全国范围内部分时段存在弃风、弃光问题,需要在大容量储能技术在核心指标上取得重大突破。重点突破大规模可再生能源基地电力外送与调控、大规模分布式能源灵活并网运行控制、常规/供热机组调节能力提升与弹性控制、新型大容量电力储存、海洋平台电力系统互联与稳定控制、海上风电/光伏发电接入与送出等一批核心关键技术。

2、大电网柔性互联技术具备一定的技术基础和工程经验,存在主要问题是大容量、远距离输电能力仍显不足,适用于特殊场合的新型输电技术和更高电压等级的柔性直流输电技术尚待突破。重点突破500KV以下基于架空线的柔性直流输电技术,重点研发大容量柔性直流转换器等先进输变电设备;2020年,研制超高压柔性直流输电及组网成套装备。

3、现代配电网多元用户供需互动用电技术随着配电网可再生分布式能源发电的高比例接入、大容量电动汽车充电设施的普遍设立,电网负荷峰谷差更加难以调整,传统的被动型配电网将难以适应这些新的需求与变化,需要采用主动配电网技术解决现代配电网建设中遇到的新问题。重点突破主动配电网规划技术、配电网与用户互动技术、高功率电动汽车充电的配电网适应性技术等。示范应用智能用电、电动汽车充电及电池梯级利用工程和新型电能替代设备。

4、储能新技术目前抽水蓄能电站是电力系统大规模储能的主要形式,但抽水蓄能电站受地理位置和水资源的限制,随着新型储能电池研究的深入运行,“十三五”期间将是新型化学储能技术逐步向大容量、高效率、长寿命发展阶段,并有望进入商业化阶段。重点研究新型化学储能技术:针对大规模可再生能源消纳的新型化学储能系统应用技术;功率为兆瓦级的新型电能与其他能源形式的转化装备;重点突破用于电力储能的百兆瓦级新型化学储能系统的集成与监控关键技术。