本专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命，从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化，到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。
本专项重点围绕大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链(技术方向)部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016—2020)。
按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在5个技术方向启动17个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。
各申报单位统一按指南二级标题(如1.1)的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1。
1. 大规模可再生能源并网消纳
1.1 高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论(基础研究类)
研究内容：面向高比例可再生能源并网及系统安全高效运行的重大科学问题，研究未来电力系统的协调规划和优化运行的基础理论。具体包括：未来电力系统结构形态和新运行场景下的电力预测理论与方法;考虑高比例可再生能源时空分布特性的输电网多目标协同规划理论与方法;考虑主动负荷响应、高渗透率可再生能源接入、分布式储能影响的配电网规划理论与方法;考虑电源、输配电网络及负荷电力电子化的稳定性分析方法;高比例可再生能源并网与交直流混联系统的优化运行方法。
考核指标：所研究的理论模型和方法适用于可再生能源电源高占比(不低于30%)系统的规划和运行，为大型可再生能源电站并网和高渗透率可再生能源发电集群灵活并网提供理论基础。
实施年限：5年
拟支持项目数：1—2项
1.2 大型光伏电站直流升压汇集接入关键技术及设备研制(共性关键技术类)
研究内容：为提高大型光伏电站接入系统送出能力和系统效率，研究光伏直流升压变流器等关键技术，建立光伏直流升压汇集接入实证研究平台。具体包括：大型光伏电站直流升压汇集接入系统总体设计集成技术，大功率高升压比光伏直流变流技术，多台变流器串/并联技术;大型光伏电站直流升压汇集接入系统协调控制技术和直流系统保护技术，研制主控装置及保护装置;光伏电站直流升压汇集接入系统及装置仿真技术和测试技术。
考核指标：研制500kW光伏直流升压变流器，效率94%以上;建立±30kV/1MW光伏直流并网接入实证研究平台，光伏并网直流升压比不低于40倍。
实施年限：4年
拟支持项目数：1—2项
1.3 分布式可再生能源发电集群灵活并网集成关键技术及示范(共性关键技术类)
研究内容：针对分布式可再生能源发电大规模灵活并网集成和消纳需求，掌握分布式发电集群规划设计、运行控制技术及高功率密度、即插即用关键设备，完成区域示范。具体包括：高渗透率(可再生能源发电装机容量占最大负荷的比例)分布式可再生能源发电集群的规划设计技术;高功率密度、即插即用的分布式发电逆变技术和储能双向变流技术，即插即用的智能测控保护技术;区域性分布式发电群控群调技术;分布式可再生能源发电集群实时仿真和测试技术。
考核指标：分布式发电逆变器和储能双向变流器功率密度1.0W/cm3以上，效率不低于98%;应用于可再生能源发电渗透率50%以上、且可再生能源容量达到百兆瓦以上的示范区域;所有并网点的THDI(总谐波电流畸变率)均不超过5%，反孤岛保护动作时间不超过2秒。
实施年限：3年
拟支持项目数：1—2项
1.4 支撑低碳冬奥的智能电网综合示范工程(应用示范类)
研究内容：为实现高比例可再生能源发电的高效利用，支撑张家口可再生能源示范区和低碳冬奥专区的建设，完成冬奥智能电网综合示范工程。具体包括：大容量储能系统及其相关技术、大型可再生能源基地风光储多种能源汇集外送的柔性直流和交直流混联送出技术;可再生能源高精度功率预测技术、多能源互补协调调度与控制技术;多能互补的分布式能源与微网系统及其相关技术、交直流混合配电网技术;与可再生能源发电融合的充电设施网络关键技术。
考核指标：示范区支撑千万千瓦级可再生能源发电的接入和送出，可再生能源功率预测年平均误差不超过10%;冬奥专区内电力消费100%来自可再生能源发电，全区覆盖电动汽车充电网络，供电可靠性不低于99.99%。
实施年限：5年
拟支持项目数：1—2项
经费配套：其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1
2. 大电网柔性互联
2.1 大型交直流混联电网运行控制和保护(基础研究类)
研究内容：面向大型交直流混联电网安全运行重大科学问题，研究交直流混联电网建模、交直流协同控制理论与方法。具体包括：多换流站之间及其与互联交流电网动态相互作用机理，交直流混联电网多时间尺度建模与仿真方法;多换流站潮流快速控制及其与交流电网协同控制方式，考虑多回直流场景下的系统稳定控制方法与恢复控制方法;交/直流系统故障后电网故障特性及演化机理，保护原理及交直流保护协调配合策略，基于故障传播过程的预警和主动保护基础理论和方法;含高密度分布式发电的交直流电网稳定分析方法与自愈控制方法;对提出的理论和方法开展仿真验证。
考核指标：所研究的控制理论与方法引领大型交直流混联电网运行控制和保护技术的发展，仿真验证的原型系统中换流站不少于20座、交流系统节点数不少于2000个;提出具有ms级响应速度的交直流混联电网协同控制方式与系统稳定控制方法。
实施年限：5年
拟支持项目数：1—2项
2.2 ±500kV直流电缆关键技术(共性关键技术类)
研究内容：研究±500kV直流电缆(陆缆)制造与应用技术，掌握批量化绝缘材料制备工艺，完成样机研制并通过型式试验。具体包括：直流电场下绝缘材料空间电荷调控及抑制技术，绝缘材料和屏蔽材料的配方及超净化批量生产能力的制备工艺;±500kV直流电缆用绝缘材料、电缆本体及接头设计与制造技术;±500kV直流电缆在直流输电系统中的应用特性及环境适应性;高压直流电缆运行中空间电荷与局部放电的影响及性能评估、竣工试验和运行维护技术;高压直流电缆机电特性测试平台，机电热特性监测系统。
考核指标：绝缘材料洁净度指标控制在50μm以下，厚度0.2mm样品的威布尔分布直流击穿场强不小于170kV/mm。运用制备的绝缘材料和屏蔽材料，研制长度不低于300m的±500kV电缆(陆缆)样品及样机，电缆(含附件)击穿强度大于30kV/mm，电缆附件的雷电冲击耐受水平不低于1050kV。整体样机通过型式试验。
实施年限： 3年
拟支持项目数：1—2项
2.3 ±1100kV直流输电关键技术研究与示范(应用示范类)
研究内容：研究±1100kV直流输电工程换流站成套技术，并在示范工程上应用。具体包括：±1100kV直流换流站及线路过电压抑制与绝缘配合及雷电防护技术，绝缘子污秽与覆冰雪闪络特性及典型空气间隙放电特性，电磁环境特性及其对其他系统电磁影响与防护技术;研制±1100kV换流变压器、平波电抗器、绝缘子等关键设备;±1100kV直流输电工程接入交流系统方式及系统稳定控制技术，±1100kV换流站设备和直流线路技术规范与标准;现场模块化换流变压器试验技术。
考核指标：±1100kV直流输电示范工程输送功率12000MW，输电距离不低于3000km。换流站极线设备操作冲击耐受绝缘水平在2.0倍以下，直流线路操作冲击过电压水平在1.6倍以下，直流线路下的地面合成场强不超过30kV/m。完成关键设备的技术规范。
实施年限：4年
拟支持项目数：1—2项
经费配套：其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1
2.4 高压大容量柔性直流输电关键技术研究与示范(应用示范类)
研究内容：针对不同的技术路线，研究高压大容量柔性直流输电关键技术，并在示范工程上应用。具体包括：换流阀功率模块及其不同拓扑的组合技术，换流阀成套设计与集成技术;高浪涌电流耐受能力的低损耗换流阀关键技术;全系统实时闭合数字仿真测试系统和试验平台;工程的过电压与绝缘配合、外绝缘及电磁环境技术，系统控制保护技术，工程成套设计方法和系统集成技术。
考核指标：形成满足不低于±400kV/2000MW高压大容量柔性直流工程应用的电气、结构与冷却等成套设计规范;开发1套功能与规模齐全、不低于2000独立节点的阀控系统实时闭合数字仿真测试平台;建成电压不低于±400kV、单端最大换流容量不低于2000MW的高压大容量柔性直流输电示范工程。
实施年限：3年
拟支持项目数：2项
经费配套：其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1
3. 多元用户供需互动用电
3.1 城区用户与电网供需友好互动系统(共性关键技术类)
研究内容：利用互联网技术，提高能效综合应用和降低负荷峰谷差，完成城市区域的智能用电互操作示范验证。具体包括：市场竞争机制下的用户用电和行为特征、多元用户侧的可调度潜力和可靠性分析方法，建立用户互动模型;基于互联网的家庭能源管理系统关键技术，研制支持双向互动的家庭智慧能源核心设备及能效管理系统;电力需求侧主动响应的市场机制，构建电力网与信息网融合的电力供应及需求互动服务平台;完成城市小区的示范验证。
考核指标：选择一个30万人口以上城市区域示范验证，家庭用户不少于3万户，其综合能耗同立项时相比降低5%以上，示范区域降低负荷峰谷差5%以上。
实施年限：4年
拟支持项目数：1—2项
3.2 电力光纤到户关键技术研究与示范(应用示范类)
研究内容：按照互联网+智慧能源行动计划要求，完成光纤复合低压电缆(OPLC)成套和电力光纤到户关键技术研究，建设电力光纤到户示范应用工程。具体包括：电力光纤到户网络结构设计;不同结构的OPLC缆中光纤耐热特性，导线热场分布对光纤的影响，克服电缆短暂高温时光纤衰减变化技术;OPLC中间接续和终端接入技术及其配套专用附件，OPLC施工、监测、检测、运行维护技术的设备与标准。
考核指标：在高于电缆工作最高标准温度10%持续时间15分钟的光纤衰减变化不超过0.2dB/km，电力光纤到户示范小区接入速率不低于1000Gbps，示范小区接入用户数大于2000户。
实施年限：3年
拟支持项目数：1—2项
经费配套：其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1
3.3 工业园区多元用户互动的配用电系统关键技术研究与示范(应用示范类)
研究内容：实现工业园区内可再生能源的大规模就地消纳利用，利用负荷资源参与系统优化运行，通过冷/热/电系统优化提高能源综合利用效率，建设示范园区。具体包括：含多种可再生能源与清洁燃料发电、储能系统、配电网、冷/热/电负荷用户的综合能源配用电系统一体化规划设计方法与系统;满足用户供电与冷热供应可靠性要求，实现多种能源协调控制的关键技术与综合控制系统;实现电源、负荷与电网灵活互动的关键技术，实现源—网—荷协调互动的优化调度方法，满足综合能源配用电系统运行要求的智能调度系统;在工业园区建设综合能源与智能配用电系统示范工程。
考核指标：示范园区可再生能源装机容量不低于25MW，外部电网年净购入电量不大于示范区电能需求总量的25%，通过工商业用户互动实现峰值负荷消减20%以上。
实施年限：4年
拟支持项目数：1—2项
经费配套：其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1：1
4. 多能源互补的分布式供能与微网
4.1 基于能的综合梯级利用的分布式供能系统(基础研究类)
研究内容：针对能的综合梯级利用与循环耦合的科学问题，开展燃料化学能和太阳能、环境能源等多能互补条件下能量综合梯级利用基础理论研究。具体包括：可再生能源与化石能源互补的源头蓄能原理，系统变工况性能提升机理，可再生能源、环境能源与化石能源互补的品位耦合机理;多能源输入与多产品输出条件下的动力循环、供热循环、制冷循环等热力循环的耦合机制;分布式能源系统变工况性能的主动调控方法，以及与配电网的互动调控方式。
考核指标：所研究的理论成果和方法支撑我国该领域的发展，获得能量综合梯级利用和循环耦合理论和可再生能源、环境能源与化石能源的多能互补机理，提出系统全工况主动调控方法，与集中式供电相比，提出的分布式供能系统节能达到30%以上。
实施年限：5年
拟支持项目数：1—2项
5. 智能电网基础支撑技术
5.1 钠基二次电池的基础科学与前瞻技术研究(基础研究类)
研究内容：针对规模储能对更高技术经济性、资源可持续利用的要求，研究新型钠基二次电池的科学问题。具体包括：钠基二次电池中能量储存的热力学与动力学问题;界面反应、稳定性、全寿命周期失效机制;电池中的热行为、温度与环境适应性、安全性;单体及模块的设计、寿命预测、加速老化测试方法、成本构成模型与降低方法;多尺度理论模拟与分析方法。
考核指标：支撑我国钠基二次电池基础科学研究的发展，研究成果安全性满足规模储能要求，单体充放电速率0.5C以上，充放电深度在80%DOD以上时，循环寿命大于10000次，服役预期寿命大于20年。
实施年限：5年
拟支持项目数：1—2项
5.2 高功率低成本规模储能器件的基础科学与前瞻技术研究(基础研究类)
研究内容：针对智能电网调频及工业节能应用对高功率、低成本储能器件的需求，研究功率型储能器件的科学问题。具体包括：兼顾能量密度与功率密度的新型储能器件的热力学与动力学问题;界面反应、稳定性与全寿命周期失效机制;功率储能器件的热行为、温度与环境适应性与安全性;单体及模块的创新设计、寿命预测、加速老化测试方法、成本构成模型与降低方法;功率储能器件的理论模拟与先进分析方法。
考核指标：研究成果安全性满足规模储能要求，功率密度大于5 kW/kg，能量密度大于30 Wh/kg， 充放电深度在80%DOD时单体循环寿命大于50000次。
实施年限：5年
拟支持项目数：1—2项
5.3 100 MWh级电化学储能技术(共性关键技术研发)
研究内容：针对大规模可再生能源高比例消纳对于储能系统技术经济性、安全性、能量效率的要求，研究适用于100 MWh级应用的新型锂离子电池规模储能技术。具体包括：具有更高技术经济性、一致性的新型储能材料体系、单体技术;高能量转换效率的模块设计与制造技术;新型储能单体与模块的寿命衰减机制、循环寿命与日历寿命的准确预测技术;大规模电化学储能系统中单元及模块的安全性评测方法、标准及提升方法。
考核指标：锂离子电池在充放电速率0.5 C以上，充放电深度在80%DOD以上时，循环寿命大于10000次，服役预期寿命大于15年，预期成本低于1500元/kWh，系统规模不低于100MWh。
实施年限：4年
拟支持项目数：1—2项
5.4 柔性直流输电装备压接型定制化超大功率IGBT关键技术及应用(共性关键技术研发)
研究内容：研制压接型定制化超大功率IGBT关键技术，并完成验证工作。具体包括：不同类型柔性直流输电装备与压接型定制化超大功率IGBT联合仿真与协同优化设计技术;超大功率IGBT封装并联均流控制及多物理场分析，高电压串联用驱动保护与封装一体化及电磁兼容技术，压接型封装绝缘体系;压接型定制化超大功率IGBT测试技术和可靠性技术;压接型定制化超大功率IGBT在直流断路器和柔性直流换流阀中应用验证。
考核指标：压接型定制化IGBT器件参数不低于3300V/3000A，低通态压降IGBT的通态压降低于2.8V，高关断能力IGBT的短路电流大于18000A。
实施年限：3年
拟支持项目数：1—2项
5.5 能源互联网的规划、运行与交易基础理论(基础研究类)
研究内容：面向能源互联网中的重大科学问题，研究能源互联网规划、运行与交易等基础理论，建立仿真模型。具体包括：多能源系统汇聚、融合、互通、互联的协同规划模型、理论和方法;能源互联网能量—信息耦合建模分析理论和方法，以及海量、多种能源终端接入的建模、信息安全及用户行为模型;能源互联网中多种能源生产、传输、转换、存储与消费全过程运行与控制理论;能源互联网的市场机制设计理论与模型;多能源系统的仿真模型。
考核指标：形成可支撑能源互联网规划运行、建模分析及市场设计的理论体系;建立考虑物理、信息、成本的多能源系统仿真模型，能够精细模拟多种能源生产、传输、存储、转换、消费，支撑大于5000个网络节点的大规模计算;为能源互联网规划、运行与交易提供分析手段。
实施年限：4年
拟支持项目数：1—2项
