2020年國網(wǎng)總部科技項目申報指南(基礎(chǔ)支撐部分)

領(lǐng)域十二:基礎(chǔ)支撐

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項目1:《電網(wǎng)密集輸電通道多時空尺度電

力氣象災害預報預警技術(shù)研究》項目申報指

南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

電網(wǎng)密集輸電通道輸送功率大、空間范圍小，一旦遭受

氣象災害侵襲，易造成嚴重電網(wǎng)故障，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運

行。開展密集輸電通道多時間尺度數(shù)值天氣預報及電力氣象

災害預警技術(shù)研究，實現(xiàn)雷電、大風等主要電力氣象災害未

來7天中期預報、3天短期預報、6小時短臨預報，研發(fā)電

網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警軟件并示范應用，有

效支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

三、課題設置情況

1、面向電網(wǎng)密集輸電通道的多時間尺度數(shù)值預報技術(shù)

研究；

2、基于多時間尺度數(shù)值天氣預報的電力氣象災害預報

預警技術(shù)研究；

3、電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警軟件研發(fā)

及示范。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1:面向電網(wǎng)密集輸電通道的多時間尺度數(shù)值預報

技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

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(1)研究基于多背景場的密集輸電通道未來7天中期

數(shù)值預報技術(shù)；

(2)研究基于密集通道電力氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)實時同化的

未來3天短期數(shù)值預報技術(shù)；

(3)研究基于密集輸電通道電力微氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)和人

工智能技術(shù)的未來6小時短臨預報技術(shù)。

預期目標：

建立面向電網(wǎng)密集輸電通道的未來7天中期預報、3天

短期預報、6小時短臨預報等不同時空尺度精準數(shù)值預報系

統(tǒng)。

考核指標：

(1)建立面向密集輸電通道的多時間尺度數(shù)值預報系

統(tǒng)，中期預報空間分辨率不低于9kmx9km,預報時效不少于

7天，時間分辨率不低于1h,每日至少更新2次；短期預報

空間分辨率不低于3kmx3km,預報時效不少于3天，時間分

辨率不低于15min,每日至少更新2次；短臨預報空間分辨

率不低于Ikmxlkm,預報時效不少于6h,時間分辨率不低

于10min,每日至少更新4次；中期、短期及短臨預報的風

速月均方根誤差分別達到85%,88%和90%以上；

(2)申請發(fā)明專利2項；

(3)發(fā)表SCI或EI檢索論文2篇。

課題2:基于多時間尺度數(shù)值天氣預報的電力氣象災害

預報預警技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

(1)研究雷電、大風天氣與電網(wǎng)設備故障的相互作用

機理，研究面向電網(wǎng)的雷電、大風災害診斷預報模型；

(2)研究針對雷電、大風天氣的多尺度模式系統(tǒng)優(yōu)化

技術(shù)，研究條件非線性最優(yōu)擾動技術(shù)提升災害天氣預報精度；

1104

(3)研究基于多時間尺度模式的密集輸電通道雷電、

大風預警技術(shù)。

預期目標：

揭示雷電、大風天氣導致電網(wǎng)災害的形成機理，構(gòu)建雷

電、大風災害的診斷模型，在評估多尺度數(shù)值模式預報能力

的基礎(chǔ)上，提出針對雷電、大風的數(shù)值模式優(yōu)化方案，實現(xiàn)

基于多尺度數(shù)值模式的密集輸電通道雷電、大風預警及應用。

考核指標：

(1)面向電網(wǎng)密集輸電通道的雷電、大風預報預警誤

差較公共氣象預報降低20%以上；

(2)申請發(fā)明專利2項；

(3)發(fā)表SCI或EI檢索論文2篇。

課題3：電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警軟件

研發(fā)及示范

主要研究內(nèi)容：

(1)電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警軟件實

現(xiàn)方案研究及系統(tǒng)功能設計；

(2)研究面向密集輸電通道雷電、大風災害可視化展

不方案/

(3)開發(fā)電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警軟

件并示范應用。

預期目標：

研發(fā)電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警軟件，并

在國調(diào)中心以及密集輸電通道較多、受極端天氣條件影響較

大的省公司開展示范應用。

考核指標：

(1)申請發(fā)明專利2項；

(2)申請軟件著作權(quán)1項；

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(3)7天中期預報處理時間不超過2小時，3天短期預

報處理時間不超過1小時，6小時短臨預報處理時間不超過

15分鐘。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

項目研發(fā)的電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警

平臺，實現(xiàn)了面向電網(wǎng)密集輸電通道未來7天中期預報、3

天短期預報、6小時短臨預報等不同時空尺度的精準數(shù)值天

氣預報，基于多尺度數(shù)值模式實現(xiàn)了雷電、大風預報預警。

系統(tǒng)擬在國調(diào)中心及省公司開展示范應用，并逐步在國網(wǎng)其

他省公司推廣應用。本項目成果可以通過承擔單位自行研發(fā)

電網(wǎng)密集輸電通道電力氣象災害預報預警平臺實現(xiàn)應用轉(zhuǎn)

化。

七、支持經(jīng)費限額

468萬元。

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項目2:《基于固體電解質(zhì)與無機隔膜的高

安全電池技術(shù)研究及應用》項目申報指南

一、技術(shù)類別

基礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)。

二、總體目標

針對目前鋰離子電池儲能系統(tǒng)安全事故頻發(fā)的問題，從本

征上提升電池的安全特性，研究固體電解質(zhì)與無機隔膜復合技

術(shù)，掌握復合隔膜與電極界面特性優(yōu)化的方法，開發(fā)具有高安

全特性的固態(tài)化鋰離子電池，從根本上提升儲能系統(tǒng)的安全

運行水平。

三、課題設置情況

1、無機隔膜與固體電解質(zhì)復合技術(shù)研究；

2、復合隔膜與電極界面特性優(yōu)化技術(shù)研究；

3、基于復合隔膜的固態(tài)化鋰離子電池研制及應用。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1：無機隔膜與固體電解質(zhì)復合技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

(1)高離子電導率的聚合物固體電解質(zhì)制備

篩選復合隔膜的高分子以及鋰鹽的種類，制備高離子電

導率的聚合物固體電解質(zhì)。

(2)聚合物固體電解質(zhì)材料/無機粉體復合隔膜的制備

優(yōu)化無機粉體的種類及加入量，制備出基于聚合物固體

電解質(zhì)/無機隔膜的復合隔膜。

(3)復合隔膜涂覆工藝的開發(fā)及優(yōu)化

1107

研究復合隔膜涂覆設備工裝、調(diào)整涂覆參數(shù)以及優(yōu)化涂

覆工藝，提出復合隔膜配套涂覆工藝方法。

(4)復合隔膜物化特性表征

研究復合隔膜的厚度、孔隙率、機械強度、熱穩(wěn)定性、

電化學窗口及離子電導率表征方法。

預期目標：

掌握基于固體電解質(zhì)復合無機隔膜的制備工藝、基本特

性表征與分析方法，隔膜離子電導率在與現(xiàn)有商用有機隔膜

要求相當?shù)那疤嵯?，耐熱溫度顯著提升。

考核指標：

(1)開發(fā)的固體電解質(zhì)復合無機隔膜滿足：單面涂覆

厚度＜20微米；離子電導率N10-3s.em-1;耐熱溫度〉

400℃(注：馬弗爐升溫至400。，保溫半小時，復合隔膜無

形變)；

(2)申請發(fā)明專利1項。

課題2:復合隔膜與電極界面特性優(yōu)化技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

(1)研究電解質(zhì)、復合隔膜及電極界面特性三者之間

的耦合關(guān)系

研究固體電解質(zhì)復合種類、比例及有機電解液注液量等

對復合隔膜離子電導率、電極電阻及電化學性能的影響。

(2)新型無機填料摻雜對復合隔膜及電極界面特性的

優(yōu)化技術(shù)研究

研究不同形貌的MOF材料及超大片徑氧化石墨烯摻雜

對固體電解質(zhì)材料特性的影響。

預期目標：

掌握高離子電導率復合隔膜的最優(yōu)電解液注入量；提出

基于新型無機填料摻雜的固體電解質(zhì)材料改性方法。

考核指標:

1108

(1)開發(fā)的基于固體電解質(zhì)復合無機隔膜的固態(tài)化電

池單體，電解液注液量降低50%(注：對比同容量、同規(guī)格

尺寸LiFePO4石墨體系電池的液態(tài)電解液注液量)；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)申請發(fā)明專利2項。

課題3:基于復合隔膜的固態(tài)化鋰離子電池研制及應用

主要研究內(nèi)容：

(1)基于復合隔膜的固態(tài)化電池單體體系設計及工藝

開發(fā)

研究電池材料選擇、功能電極液用量控制，優(yōu)化設計電

池體系，探索固體電解質(zhì)復合無機隔膜與正負極的匹配效果

以及調(diào)整固態(tài)儲能單體電池制作過程中各關(guān)鍵工序的環(huán)境

條件，摸索注液、化成、封口等關(guān)鍵工序的最優(yōu)工藝。

(2)固態(tài)化單體電池安全特性實驗驗證

研究固態(tài)化電池針刺、短路、過充及熱箱等安全實驗的

驗證方法。

(3)基于復合隔膜的固態(tài)化鋰電池模塊試制與應用

優(yōu)化電芯串并聯(lián)裝配工藝、電池組保護功能及標準機箱

靈活配置設計，開發(fā)應用于兆瓦級儲能系統(tǒng)的高安全固態(tài)電

池模塊技術(shù)。

預期目標：

掌握基于復合隔膜的固態(tài)化鋰離子電池單體及模塊的

開發(fā)技術(shù)，研制固態(tài)化電池模塊，滿足兆瓦級儲能系統(tǒng)應用

示范要求。

考核指標：

(1)申請發(fā)明專利1項；

(2)開發(fā)的電池單體安全性滿足：電池200c熱箱烘烤,

無起火、爆炸現(xiàn)象；電池外短路，無起火、爆炸現(xiàn)象；

1109

(3)開發(fā)的電池模塊熱失控擴散滿足：加熱觸發(fā)熱失

控，加熱點監(jiān)測溫度達到300C,停止觸發(fā)，觀察1h,電池

模塊無起火爆炸現(xiàn)象；

(4)應用示范：固態(tài)化鋰離子電池應用于1MWh級儲

能示范工程中。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

面向儲能高安全性應用重大需求，通過基于固體電解質(zhì)

及無機隔膜的高安全固態(tài)化鋰離子電池研究開發(fā)，可為電網(wǎng)

安全性要求較高的儲能應用場景，如預制集裝箱、建于城市

核心區(qū)變電站和配網(wǎng)的儲能系統(tǒng)及保電應急及數(shù)據(jù)機房后

備電源等提供高安全的電池路線及技術(shù)支撐，從根本上保障

儲能系統(tǒng)安全有效運行。

固體電解質(zhì)和無機隔膜的固態(tài)化電池技術(shù)，屬于電池基

礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)，與全固態(tài)電池技術(shù)具有相通性，其主要

技術(shù)可以在固體電解質(zhì)及鋰離子電池相關(guān)企業(yè)進行成果轉(zhuǎn)

化。

七、支持經(jīng)費限額

847萬元。

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項目3:《適用于預制艙儲能系統(tǒng)的超大規(guī)

模熱仿真平臺開發(fā)及熱管理策略研究》項目

申報指南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

針對由于現(xiàn)有預制艙冷卻系統(tǒng)熱設計能力不足與預制

艙系統(tǒng)熱模型建模精度較差導致預制艙儲能系統(tǒng)運行時電

池溫差較大的問題，結(jié)合計算流體力學仿真技術(shù)，開展適用

于預制艙儲能系統(tǒng)的超大規(guī)模熱仿真平臺關(guān)鍵技術(shù)研究，搭

建適合需求的超大規(guī)模熱仿真平臺，獲得預制艙儲能系統(tǒng)可

信熱模型，實現(xiàn)預制艙儲能系統(tǒng)的全尺寸多物理場實時仿真,

提出預制艙冷卻系統(tǒng)設計方案與熱管理策略，提升預制艙儲

能系統(tǒng)的可靠性、安全性及適應性，為預制艙儲能系統(tǒng)的推

廣提供技術(shù)支撐。

三、課題設置情況

1、適用于預制艙儲能系統(tǒng)的超大規(guī)模熱仿真平臺研究；

2、預制艙冷卻系統(tǒng)設計及熱管理策略研究；

3、預制艙冷卻系統(tǒng)工程化應用及功能驗證。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1：適用于預制艙儲能系統(tǒng)的超大規(guī)模熱仿真平臺

研究

主要研究內(nèi)容：

(1)預制艙儲能系統(tǒng)可信熱模型研究；

1111

(2)預制艙儲能系統(tǒng)三維網(wǎng)格模型特征分析；

(3)超大規(guī)模有限元流-固耦合熱仿真方法研究；

(4)超大規(guī)模熱仿真平臺架構(gòu)設計研究。

預期目標：

搭建預制艙儲能系統(tǒng)的超大規(guī)模熱仿真平臺，實現(xiàn)預制

艙儲能系統(tǒng)流場與溫度場實時仿真。

考核指標：

(1)搭建超大規(guī)模熱仿真平臺1套，該平臺滿足如下

功能：實現(xiàn)256個計算節(jié)點并行運算功能；具備40尺預制

艙儲能系統(tǒng)全電池元件及輔助系統(tǒng)獨立熱建模、網(wǎng)格生成、

求解計算處理能力；具備PRO/E、SOLIDWORKS等主流三

維結(jié)構(gòu)設計模型的導入；仿真結(jié)果的可視化輸出，可以觀察

包括溫度場、流場、壓力場的截面云圖、等溫/等壓面、動態(tài)

氣體/液體粒子流等，實現(xiàn)仿真結(jié)果后處理功能；

(2)提出的預制艙儲能系統(tǒng)可信熱模型，建模精度不

低于90%；

(3)申請發(fā)明專利1項。

課題2:預制艙冷卻系統(tǒng)設計及熱管理策略研究

主要研究內(nèi)容：

(1)預制艙冷卻系統(tǒng)瞬態(tài)熱響應及預制艙內(nèi)熱學結(jié)構(gòu)

評估研究；

(2)預制艙冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設計研究；

(3)基于單體電池性能離散化及多環(huán)境外界熱輻射強

度耦合的預制艙溫度場及系統(tǒng)運行參數(shù)的分析。

預期目標：

提出預制艙冷卻系統(tǒng)設計方案及預制艙熱管理策略。

考核指標：

(1)完成適用于40尺預制艙冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計方案；

1112

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)申請發(fā)明專利1項。

課題3：預制艙冷卻系統(tǒng)工程化應用及功能驗證

主要研究內(nèi)容：

(1)預制艙冷卻系統(tǒng)工程化設計；

(2)預制艙內(nèi)電池冷卻系統(tǒng)應用及方案優(yōu)化研究。

預期目標：

實現(xiàn)預制艙冷卻系統(tǒng)在儲能系統(tǒng)中的工程化應用，完成

預制艙冷卻系統(tǒng)功能驗證，提出預制艙冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化方案。

考核指標：

(1)將預制艙冷卻系統(tǒng)設計方案應用于1MW/2MWh

儲能系統(tǒng)中，電池實測溫差工5℃,預制艙內(nèi)電池溫度場仿

真結(jié)果誤差《10%；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)申請發(fā)明專利1項。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

超大規(guī)模熱仿真平臺是預制艙儲能系統(tǒng)散熱設計的關(guān)

鍵技術(shù)，依靠此平臺可以提升預制艙儲能系統(tǒng)的熱設計能力

與效率，對散熱系統(tǒng)設計進行優(yōu)化設計，實現(xiàn)更優(yōu)的熱管理

策略。通過向儲能集成商轉(zhuǎn)讓設計方案，實現(xiàn)預制艙儲能系

統(tǒng)在運行中使用壽命、安全性及適應性的提升。此外該平臺

可作為公共設計平臺向電池生產(chǎn)廠商提供電池結(jié)構(gòu)設計服

務，也可向儲能集成商提供預制艙儲能系統(tǒng)全尺寸實時多物

理場仿真服務。

七、支持經(jīng)費限額

598萬元。

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項目4:《基于交流阻抗的儲能電池狀態(tài)在

線感知技術(shù)研究》項目申報指南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

圍繞儲能系統(tǒng)對長壽命和高安全性指標的需求，針對在儲

能應用過程中電池組內(nèi)單體電池間的差異逐漸擴大的問題，提

出基于交流阻抗的電池狀態(tài)在線評價方法，明確儲能電池狀態(tài)

與在線交流阻抗各參量的關(guān)聯(lián)關(guān)系，開發(fā)儲能電池狀態(tài)和一致

性在線評價裝置，為儲能系統(tǒng)的運維提供依據(jù)，從而延長儲能

系統(tǒng)的循環(huán)壽命，降低儲能系統(tǒng)運行過程中的安全風險。

三、課題設置情況

1、基于交流阻抗譜的電池狀態(tài)在線評估研究；

2、儲能電池在線交流阻抗測試及解析方法研究；

3、儲能電池一致性在線評價裝置研發(fā)及功能驗證。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1:基于交流阻抗譜的電池狀態(tài)在線評估研究

主要研究內(nèi)容：

(1)典型儲能工況下電池在線交流阻抗檢測條件研究；

(2)典型儲能工況下電池在線交流阻抗特性研究；

(3)在線交流阻抗譜與電池狀態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系研究。

預期目標：

明確不同儲能工況下電池在線交流阻抗譜的檢測條件，

明確典型工況下體現(xiàn)電池間性能差異的在線交流阻抗參數(shù)，

1114

建立在線交流阻抗譜與電池狀態(tài)的映射關(guān)聯(lián)。

考核指標：

(1)模擬儲能工況需包括：調(diào)頻、削峰填谷等；

(2)申請發(fā)明專利1項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題2：儲能電池在線交流阻抗測試及解析方法研究

主要研究內(nèi)容：

(1)基于在線交流阻抗譜的電池等效電路模型研究；

(2)等效電路模型與電池不同狀態(tài)的匹配性研究；

(3)電池狀態(tài)在線評估模型的建立與優(yōu)化。

預期目標：

建立基于在線交流阻抗譜的電池等效電路模型，明確不

同狀態(tài)電池和等效電路模型的對應關(guān)系，建立電池狀態(tài)在線

評估模型。

考核指標：

(1)基于在線交流阻抗譜的等效電路模型關(guān)鍵元件的

解析值偏差48%；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題3:儲能電池一致性在線評價裝置研發(fā)及功能驗證

主要研究內(nèi)容：

(1)儲能電池一致性在線評價指標及方法研究；

(2)儲能電池狀態(tài)和一致性在線評價裝置開發(fā)及功能

驗證。

預期目標：

明確電池一致性在線評價指標，建立一致性評價體系方

法，明確評價指標的在評價體系中的作用，開發(fā)儲能電池一

致性在線評價裝置。

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考核指標：

(1)申請發(fā)明專利1項；

(2)儲能電池一致性在線評價裝置，可同時在線測試

電池簇中240只串聯(lián)電芯的交流阻抗值，基于交流阻抗實現(xiàn)

電池容量一致性評估誤差＜5%。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

本項目形成的研究成果主要為有效的、高質(zhì)量的專利技

術(shù)和儲能電池一致性在線評價裝置，該裝置可同時在線測試

電池簇中240只串聯(lián)電芯的交流阻抗值，基于交流阻抗實現(xiàn)

電池容量一致性評估誤差45%。研究成果可應用于各儲能電

站的電池管理系統(tǒng)。未來，一致性在線評價裝置可與設備集

成商及生產(chǎn)商進行合作，推動產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應用。

七、支持經(jīng)費限額

395萬元。

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項目5:《電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與負

荷控制關(guān)鍵技術(shù)研究及示范應用》項目申報

指南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入高速發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、

電池技術(shù)、充電設施均實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，交通電氣化轉(zhuǎn)型

加速推進。截至2019年6月底，全國新能源汽車保有量超

過344萬輛，電池容量超過80吉瓦時，已成為電網(wǎng)客戶側(cè)

重要潛在儲能資源。本項目基于公司儲能云平臺，開展電動

汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控運行關(guān)鍵技術(shù)研究及示范應

用，建立城市級電動汽車虛擬儲能與調(diào)控運行潛力評估模型

及互動架構(gòu)，研究電動汽車集群參與電網(wǎng)精細化調(diào)度的聚合

管理、計劃編制及執(zhí)行技術(shù)，研制小功率的智能雙向充放電

設備，開發(fā)電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控運行平臺，研

究建立多元化平臺商業(yè)模式，選取典型區(qū)域電網(wǎng)開展示范應

用，通過電動汽車為電網(wǎng)提供充裕的平衡調(diào)節(jié)服務資源，促

進電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)供電服務保障能力和運行效率提升。

三、課題設置情況

1、城市級電動汽車虛擬儲能調(diào)控潛力及互動架構(gòu)研究；

2、基于儲能云的電動汽車集群優(yōu)化與調(diào)控運行關(guān)鍵技

術(shù)研究及設備研制；

3、基于儲能云、面向多場景的電動汽車集群優(yōu)化虛擬

儲能與調(diào)控運行平臺開發(fā)；

4、考慮電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能的多元化儲能云商

1117

業(yè)模式研究；

5、基于儲能云的電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控運

行技術(shù)示范應用。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1:城市級電動汽車虛擬儲能調(diào)控潛力及互動架構(gòu)

研究

主要研究內(nèi)容：

(1)基于公司儲能云平臺數(shù)據(jù)，研究不同地區(qū)、不同

類型電動汽車用戶行駛-充放電行為特性，建立城市級電動汽

車用戶充放電行為特性模型；

(2)研究城市級電動汽車虛擬儲能參與電網(wǎng)調(diào)控運行

潛力，并建立虛擬儲能物理特性等效模型；

(3)研究考慮電網(wǎng)優(yōu)化運行、清潔能源消納、充放電

經(jīng)濟性的城市級電動汽車虛擬儲能參與調(diào)控運行的業(yè)務體

系架構(gòu)。

預期目標：

基于公司車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，研究建立電動汽車用戶充放電行

為特性模型，掌握電動汽車虛擬儲能及參與調(diào)控運行的潛力,

建立多目標優(yōu)化的調(diào)控運行互動業(yè)務架構(gòu)。

考核指標：

(1)建立計及不同場景下用戶收益、時空分布等因素

的電動汽車用戶充放電行為特性模型；建立計及雙向功率調(diào)

節(jié)裕度、可充放電量、充放電速率等運行指標的虛擬儲能物

理特性等效模型；

(2)申請發(fā)明專利1項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

1118

課題2：基于儲能云的電動汽車集群優(yōu)化與調(diào)控運行關(guān)

鍵技術(shù)研究及設備研制

主要研究內(nèi)容：

(1)針對居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)與集中式充放電站

等不同應用場景，研究電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能的聚合建

模技術(shù)；

(2)基于公司儲能云平臺，研究電動汽車虛擬儲能參

與調(diào)控運行的目標協(xié)同優(yōu)化分解技術(shù)；

(3)面向用戶、平臺、臺區(qū)協(xié)同優(yōu)化，研究電動汽車

集群參與電網(wǎng)調(diào)度的計劃執(zhí)行偏差管控技術(shù)。

預期目標：

面向電動汽車儲能資源，基于公司儲能云平臺，提出電

動汽車虛擬儲能適用調(diào)控運行場景的聚合建模方法，掌握聚

合目標優(yōu)化執(zhí)行分解與聚合對象偏差管控技術(shù)，為電動汽車

虛擬儲能參與調(diào)控運行時計劃分解優(yōu)化、可靠執(zhí)行、規(guī)范管

控提供有效技術(shù)支撐。

考核指標：

(1)提出電動汽車虛擬儲能參與調(diào)控運行場景的聚合

建模、聚合目標優(yōu)化執(zhí)行分解、及聚合對象偏差管控方法；

(2)申請發(fā)明專利1項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題3：基于儲能云、面向多場景的電動汽車集群優(yōu)化

虛擬儲能與調(diào)控運行平臺開發(fā)

主要研究內(nèi)容：

(1)研究電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控平臺的系

統(tǒng)架構(gòu)；

(2)研究電動汽車集群虛擬儲能參與電網(wǎng)調(diào)控的多主

1119

體間信息交互內(nèi)容與實現(xiàn)方式；

(3)基于公司儲能云平臺，開發(fā)電動汽車集群優(yōu)化虛

擬儲能與調(diào)控平臺。

預期目標：

基于公司儲能云平臺，開發(fā)電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能

與調(diào)控運行平臺，實現(xiàn)對電動汽車儲能資源的泛在互聯(lián)和靈

活調(diào)控。

考核指標：

(1)提交電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控平臺軟件,

實現(xiàn)對電動汽車儲能資源的泛在互聯(lián)和靈活調(diào)控運行，支持

接入電動汽車數(shù)量不少于1萬輛，支持電動汽車集群優(yōu)化虛

擬儲能調(diào)節(jié)能力不小于40MW；

(2)申請發(fā)明專利1項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題4：考慮電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能的多元化儲能

云商業(yè)模式研究

主要研究內(nèi)容：

(1)研究電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與電網(wǎng)調(diào)控運

行的商業(yè)價值；

(2)研究基于多維數(shù)據(jù)融合應用的電動汽車集群優(yōu)化

虛擬儲能增值服務業(yè)務模式；

(3)研究以電網(wǎng)、用戶、政府等多方共贏為目標的電

動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與調(diào)控運行的市場價格或激勵

機制。

預期目標：

提出電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與調(diào)控運行的價值

貢獻認定方法與業(yè)務運營模式，研究建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)多方共贏

的市場化運營機制，充分發(fā)揮電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能的

1120

商業(yè)與社會價值。

考核指標：

(1)建立電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與調(diào)控運行的

市場價格或激勵機制；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題5:基于儲能云的電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)

控運行技術(shù)示范應用

主要研究內(nèi)容：

(1)研究電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與調(diào)控運行的

網(wǎng)絡安全防護策略；

(2)研制支持電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與調(diào)控運

行的信息交互集成軟件；

(3)選取典型區(qū)域電網(wǎng)，構(gòu)建商業(yè)模式，開展電動汽

車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控運行技術(shù)示范應用。

預期目標：

提出電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控運行的網(wǎng)絡安

全防護策略，研發(fā)相關(guān)信息交互集成軟件，選取典型區(qū)域電

網(wǎng)，建立商業(yè)模式，開展電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能參與調(diào)

控運行的示范應用，驗證關(guān)鍵技術(shù)研究與平臺開發(fā)成果。

考核指標：

(1)選取典型區(qū)域電網(wǎng)，開展電動汽車集群優(yōu)化虛擬

儲能與調(diào)控運行技術(shù)示范應用：省級以上示范電網(wǎng)不少于2

個；參與電網(wǎng)調(diào)控電動汽車交、直流充電樁容量N40MW；

(2)申請軟件著作權(quán)2項。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

本項目研究建立城市級電動汽車虛擬儲能與調(diào)控運行

潛力評估模型及互動架構(gòu)，研究電動汽車集群參與電網(wǎng)精細

1121

化調(diào)度的聚合管理、計劃編制及執(zhí)行技術(shù)，研制小功率的智

能雙向充放電設備，開發(fā)電動汽車集群優(yōu)化虛擬儲能與調(diào)控

運行平臺，研究建立多元化平臺商業(yè)模式，選取不少于2個

省級以上電網(wǎng)開展示范應用。本項目形成的電動汽車集群優(yōu)

化虛擬儲能與調(diào)控運行平臺，可提升公司充分利用電動汽車

儲能特性聚合參與電網(wǎng)調(diào)控能力，提升公司儲能云平臺的用

戶粘性與流量，未來可在公司各省電動汽車公司進行推廣，

推動公司戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

七、支持經(jīng)費限額

470萬元。

1122

項目6:《抽水蓄能與電化學儲能聯(lián)合參與

電網(wǎng)寬時間尺度調(diào)峰調(diào)頻的關(guān)鍵技術(shù)研究

與應用》項目申報指南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

針對現(xiàn)有抽水蓄能存在的啟動時間與響應速度慢、電化

學儲能持續(xù)放電時長有限等不足，發(fā)揮抽水蓄能與電化學儲

能在啟動時間、響應速度、持續(xù)充放電時間、效率、壽命、

選址及建設周期等技術(shù)特性上的互補性，開展抽水蓄能與電

化學儲能聯(lián)合參與電網(wǎng)寬時間尺度的關(guān)鍵技術(shù)研究，進一步

提升新能源消納率、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行能力、以及綜合儲能

調(diào)峰調(diào)頻性能，有力支撐公司綜合儲能業(yè)務協(xié)同規(guī)劃、建設、

運行和科學評價。

三、課題設置情況

1、多時空尺度下抽水蓄能與電化學儲能協(xié)同服務能力

量化及配置技術(shù)研究；

2、抽水蓄能與電化學儲能參與調(diào)峰調(diào)頻等服務的協(xié)調(diào)

控制技術(shù)研究；

3、參與電網(wǎng)寬時間尺度調(diào)峰調(diào)頻的抽水蓄能與電化學

儲能聯(lián)合運營綜合效能評估技術(shù)研究。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1:多時空尺度下抽水蓄能與電化學儲能協(xié)同服務

能力量化及配置技術(shù)研究

1123

主要研究內(nèi)容：

(1)研究抽水蓄能電站規(guī)模與提升新能源消納量間的

量化關(guān)系；

(2)研究新能源高消納率下引發(fā)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻需求及

對新能源消納率提升程度的影響；

(3)研究抽水蓄能與電化學儲能多時空尺度協(xié)同服務

能力量化評估方法；

(4)研究基于多目標需求的抽水蓄能與電化學儲能協(xié)

同服務的容量配置技術(shù)。

預期目標：

提出抽水蓄能電站配置規(guī)模與能夠提升的新能源消納

量間的量化關(guān)系，掌握新能源消納提升程度對地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰

調(diào)頻服務的影響機制，提出抽水蓄能與電化學儲能多時空尺

度協(xié)同服務能力的科學評價方法，掌握提升新能源消納率、

電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行能力、以及調(diào)峰調(diào)頻等多目標需求下的抽

水蓄能與電化學儲能的容量配置技術(shù)，建立電化學儲能與抽

水蓄能間的功率匹配關(guān)系。

考核指標：

(1)構(gòu)建基于抽水蓄能和電化學儲能多時空尺度協(xié)同

服務的容量配置模型；

(2)申請發(fā)明專利2項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題2、抽水蓄能與電化學儲能參與調(diào)峰調(diào)頻等服務的

協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

(1)研究新能源高滲透下抽/儲聯(lián)合系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)峰

的協(xié)調(diào)運行與切換控制技術(shù)；

(2)研究新能源高滲透下抽/儲聯(lián)合系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)頻

1124

的協(xié)調(diào)運行與切換控制技術(shù)；

(3)研究抽/儲聯(lián)合運行實現(xiàn)寬時間尺度多目標應用的

功能切換與協(xié)調(diào)控制技術(shù)。

預期目標：

掌握新能源高滲透下電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等應用的抽/儲協(xié)調(diào)

運行與切換控制技術(shù)，探索抽/儲聯(lián)合系統(tǒng)在不同應用下的作

用機制、多目標協(xié)調(diào)運行與切換控制技術(shù)，提出以提升電網(wǎng)

調(diào)峰調(diào)頻能力、促進新能源消納為目標的抽/儲聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化

運行與控制策略。

考核指標：

(1)提出抽水蓄能與電化學儲能實現(xiàn)寬時間尺度多目

標應用的協(xié)調(diào)控制策略；

(2)申請發(fā)明專利2項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題3、參與電網(wǎng)寬時間尺度調(diào)峰調(diào)頻的抽水蓄能與電

化學儲能聯(lián)合運營綜合效能評估技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

(1)研究建立抽/儲聯(lián)合儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)寬時間尺度

調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)性能評估模型；

(2)研究建立抽/儲聯(lián)合儲能系統(tǒng)實現(xiàn)多目標應用的效

益模型；

(3)研究抽水蓄能與電化學儲能聯(lián)合運營綜合效能評

估技術(shù)。

預期目標：

建立寬時間尺度儲能系統(tǒng)參與調(diào)峰調(diào)頻多目標應用技

術(shù)性能、效益評估模型，提出抽水蓄能與電化學儲能聯(lián)合運

營綜合效能評估方法。

考核指標：

1125

(1)開發(fā)抽水蓄能與電化學儲能聯(lián)合運營綜合效能評

估軟件1套，軟件支持抽水蓄能、電化學儲能獨立應用及聯(lián)

合應用綜合效能評估的功能，抽水蓄能與電化學儲能聯(lián)合運

營綜合效能水平提升5%；

(2)申請發(fā)明專利2項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(4)申請軟件著作權(quán)1項。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

研究成果面向電網(wǎng)公司、抽水蓄能和電化學儲能產(chǎn)業(yè)單

位及電力調(diào)度等各部門，針對電網(wǎng)寬時間尺度調(diào)峰調(diào)頻問題,

實現(xiàn)抽水蓄能和電化學儲能協(xié)調(diào)服務能力的科學量化評估、

運行策略優(yōu)化、綜合效能評估，輔助綜合儲能容量配置決策、

電力調(diào)度儲能運行優(yōu)化決策，通過儲能技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)

聯(lián)營等途徑，推動產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展規(guī)劃與技術(shù)推廣應用。

七、支持經(jīng)費限額

350萬元。

1126

項目7：《極端環(huán)境車載移動儲能方艙關(guān)鍵

技術(shù)研究》項目申報指南

一、技術(shù)類別

實用關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

圍繞實現(xiàn)移動電源車在極端環(huán)境下保障供電方面的能

源供應靈活性、隱蔽性和環(huán)境適應性需求，針對車載移動儲

能方艙的環(huán)境適應性、模塊化電源技術(shù)、能源管理技術(shù)、復

雜場地需求適應性等方面開展研究工作，開發(fā)滿足復雜環(huán)境

下的高倍率、安全性、可靠性、抗震性要求的儲能電池系統(tǒng)，

適應高低溫、高海拔等極端環(huán)境；提出車載多功能電源系統(tǒng)，

滿足各種國家標準要求，解決電磁兼容、功率密度和電源通

用性等技術(shù)難題；實現(xiàn)柴油發(fā)電機組、光伏陣列、儲能系統(tǒng)

多種能源便捷接入和協(xié)調(diào)控制；實現(xiàn)聲、光、熱、電磁特征

最小化的復雜環(huán)境下車載移動儲能方艙，具備較好的復雜環(huán)

境適應性和運行穩(wěn)定性。

三、課題設置情況

1、電池儲能單元極端環(huán)境適應性與容量配置研究；

2、車載移動儲能方艙多功能模塊化電源關(guān)鍵技術(shù)研究；

3、車載移動儲能方艙多種能源接入控制技術(shù)研究；

4、車載移動儲能方艙復雜場地環(huán)境適應性技術(shù)研究。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1:電池儲能單元極端環(huán)境適應性與儲能容量配置

研究

1127

主要研究內(nèi)容：

研究篩選適應高低溫環(huán)境的鋰離子電池正負極材料和

電解液，開發(fā)電池系統(tǒng)的環(huán)境控制技術(shù)，提升電池系統(tǒng)高低

溫充放電能力；研究儲能單體的安全性能和抗沖擊性能，面

向移動性和極端環(huán)境的針對電池組進行優(yōu)化設計；在保證電

源輸出功率滿足負荷需求的前提下，研究儲能系統(tǒng)電池容量

優(yōu)化配置方案。

預期目標：

掌握滿足高寒、高溫和高海拔等特殊環(huán)境下的鋰離子電

池組和電池環(huán)境控制技術(shù)，提出滿足車載移動儲能方艙特性,

體積小、重量輕、高倍率、大容量、耐沖擊和高安全的儲能

模塊組，提出儲能電池容量配置方案，實現(xiàn)滿足極端環(huán)境的

新型車載儲能電池系統(tǒng)。

考核指標：

(1)申請發(fā)明專利1項；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)開發(fā)體積小、重量輕、高倍率、大容量、耐震動

和高安全特殊的適應環(huán)境車載儲能單元樣機一套，結(jié)合環(huán)境

控制系統(tǒng)，實現(xiàn)適應高寒(-20C)、高熱計55C)等特殊環(huán)

境，滿足最高海拔高度4000米環(huán)境要求。

課題2：車載移動儲能方艙多功能模塊化電源關(guān)鍵技術(shù)

研究

主要研究內(nèi)容：

開展高可靠性、高效率功率元器件的車載移動方艙電源

應用技術(shù)研究，研究滿足模塊化冗余設計要求的功率單元方

案，在提高功率密度的同時，減小裝置的體積和重量；探索

車載移動方艙標準化功率、通信接口技術(shù)，研究功率模塊的

即插即用和多方艙并聯(lián)運行相關(guān)技術(shù)。

1128

預期目標：

提出即插即用的車載方艙公共直流母線方案架構(gòu)，提出

滿足多種能源發(fā)電電壓范圍的交流到直流升降壓變換方案，

滿足應急用電時多模塊并聯(lián)的N-1冗余需求，提升車載移動

方艙電源系統(tǒng)功率密度，實現(xiàn)應急電源輸出容量的靈活配置。

考核指標：

(1)申請發(fā)明專利1項；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)開發(fā)多功能模塊化電源樣機1套，可連接柴油發(fā)

電機、光伏和儲能等系統(tǒng)，滿足即插即用要求，可在在各種

極端環(huán)境下實現(xiàn)短時間(10分鐘)內(nèi)完成熱機運行。

課題3:車載移動儲能方艙多種能源接入控制技術(shù)研究

主要研究內(nèi)容：

針對提高電源動態(tài)性能和運行電壓范圍的需求，研究應

急電源針對柴發(fā)、光伏和儲能等不同能源輸入方式的電壓控

制策略；研究應急電源系統(tǒng)在多能源輸入情況下，各種能源

優(yōu)先供電順序，探索多種能源分配和調(diào)度的能量管理策略；

實現(xiàn)車載移動儲能方艙的功率優(yōu)化調(diào)度和能量管理最優(yōu)化。

預期目標：

實現(xiàn)車載移動儲能方艙供電電源的多種能源兼容性控

制要求，滿足柴電、光伏與儲能等多能源不同供電電壓范圍

的接入能力，提出在多能源供電情況下的能量管理優(yōu)化策略,

在保證供電前提下，實現(xiàn)柴發(fā)、光伏和儲能的功率優(yōu)化調(diào)度，

實現(xiàn)以儲能供電為主的能量管理最優(yōu)化。

考核指標：

(1)申請發(fā)明專利1項；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)完成車載移動儲能方艙控制系統(tǒng)1套。

1129

課題4：車載移動儲能方艙復雜場地環(huán)境適應性技術(shù)研

究

主要研究內(nèi)容：

研究復雜環(huán)境下車載移動儲能方艙模塊化集成及特殊

環(huán)境適應性技術(shù)，對車載移動儲能方艙開展高強化、輕量化

結(jié)構(gòu)設計，提升系統(tǒng)的通風散熱、減振抗振、靜音性能，并

減少紅外特征；研究以負荷應急保障為優(yōu)化目標的負荷管理

方法，降低負荷對柴油發(fā)電的依賴，提高系統(tǒng)負載的復雜環(huán)

境適應性和可靠性。

預期目標：

優(yōu)化各功能單元環(huán)境適應性，改善貯存方式、搬運、快

速啟動技術(shù)，通過新型材料的應用，優(yōu)化部件和艙體結(jié)構(gòu)；

解決噪聲抑制和通風散熱的矛盾，達到系統(tǒng)集成的小型化、

模塊化、輕量化和低熱特征。

考核指標：

(1)申請發(fā)明專利1項；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)完成一體化、輕量化、低噪化車載移動儲能方艙

系統(tǒng)一套，功率損耗不大于10%~15%,平均無故障運行時

間(MTBF)不低于1000小時零下20℃環(huán)境下啟動時間不

超過10分鐘。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

研究成果及其應用示范的成功，可為特殊環(huán)境下應急電

源系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)儲備并奠定技術(shù)基礎(chǔ)。面向公

共應急保障的戰(zhàn)略需求進行成果轉(zhuǎn)化和推廣，重點圍繞復雜

環(huán)境下應急供電裝備重點方向的車載移動儲能方艙關(guān)鍵科

技瓶頸問題，開展基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)攻關(guān)、裝備研制和應

1130

用示范，旨在大力提升我國車載移動儲能方艙對應急供電保

障關(guān)鍵技術(shù)水平，為健全我國公共安全體系、全面提升我國

公共安全保障能力提供有力的科技支撐。

七、支持經(jīng)費限額

817萬元。

1131

項目8:《基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料

電池接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究》項目申報指南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

明確基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池在電網(wǎng)典型應

用場景的需求，掌握適用于質(zhì)子交換膜燃料電池的氫氣雜質(zhì)分

離及模塊化技術(shù)方案，攻克支撐并網(wǎng)接入的換流器拓撲、控制

保護等關(guān)鍵技術(shù)，制訂基于富產(chǎn)氫的兆瓦級燃料電池發(fā)電站技

術(shù)方案并進行百千瓦級示范，為降低工業(yè)廢氣污染、支撐電網(wǎng)

安全運行提供環(huán)保經(jīng)濟的解決方案。

三、課題設置情況

1、基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池并網(wǎng)發(fā)電應用

場景分析；

2、基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)模塊化技

術(shù)研究及樣機研制；

3、質(zhì)子交換膜燃料電池并網(wǎng)變流器(PCS)關(guān)鍵技術(shù)研究；

4、基于富產(chǎn)氫氣的燃料電池發(fā)電站技術(shù)方案及示范。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2022年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1:基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池并網(wǎng)發(fā)電

應用場景分析

主要研究內(nèi)容：

(1)研究基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)并

網(wǎng)發(fā)電的功率和頻率特性；

1132

(2)研究基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系

統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等應用場景的適用性；

(3)分析不同場景下對富產(chǎn)氫氣發(fā)電系統(tǒng)的性能需求，

研究基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)應用模

式。

預期目標：

掌握富產(chǎn)氫氣的燃料電池并網(wǎng)發(fā)電特性，明確其在電力

系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻等場景應用的技術(shù)適用性，并提出不同場景

下富產(chǎn)氫氣發(fā)電系統(tǒng)性能需求及應用模式。

考核指標：

(1)富產(chǎn)氫氣燃料電池并網(wǎng)發(fā)電典型應用場景需包括：

電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等，并給出調(diào)峰、調(diào)頻應用場景對燃料電池

的性能需求；

(2)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(3)申請發(fā)明專利1項。

課題2:基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)模塊

化技術(shù)研究及樣機研制

主要研究內(nèi)容：

(1)研究適用于質(zhì)子交換膜燃料電池的富產(chǎn)氫氣純度

監(jiān)測技術(shù)，研究副產(chǎn)氫氣雜質(zhì)分離技術(shù)；

(2)研究燃料電池在動態(tài)輸出情況下氣、水、電等多

物質(zhì)均一化技術(shù)，研究系統(tǒng)電堆模塊高效組合方案；

(3)研究燃料電池系統(tǒng)試驗技術(shù)，開展燃料電池系統(tǒng)

樣機研制與試驗研究。

預期目標：

掌握適用于質(zhì)子交換膜燃料電池的富產(chǎn)氫氣純度監(jiān)測

技術(shù)與雜質(zhì)分離技術(shù)，揭示燃料電池系統(tǒng)發(fā)電過程動態(tài)傳質(zhì)

機理與均一化傳輸機理，攻克燃料電堆模塊化成組技術(shù)，研

1133

制燃料電池多模塊系統(tǒng)樣機。

考核指標：

(1)提出質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)電堆模塊化組合方

案；

(2)研制50kW燃料電池系統(tǒng)樣機1套，發(fā)電效率不低

于50%；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇；

(4)申請發(fā)明專利1項。

課題3：質(zhì)子交換膜燃料電池并網(wǎng)變流器(PCS)關(guān)鍵技術(shù)

研究

主要研究內(nèi)容：

(1)基于質(zhì)子交換膜燃料電池工作特性和電氣參數(shù)，

研究燃料電池并網(wǎng)變流器拓撲及參數(shù)配合方法；

(2)考慮系統(tǒng)不對稱和低電壓故障，研究燃料電池并

網(wǎng)變流器故障穿越控制策略；

(3)研究燃料電池并網(wǎng)變流器本體保護技術(shù)研究；

(4)研制燃料電池并網(wǎng)變流器樣機，研究樣機試驗測

試技術(shù)。

預期目標：

提出質(zhì)子交換膜燃料電池并網(wǎng)變流器(PCS)主電路拓撲，

掌握其參數(shù)設計方法；掌握系統(tǒng)不對稱和低電壓故障下的并

網(wǎng)變流器控制策略及穿越策略；提出燃料電池并網(wǎng)變流器本

體保護配置方案；研制燃料電池并網(wǎng)變流器樣機并掌握試驗

測試技術(shù)。

考核指標：

(1)確定燃料電池并網(wǎng)變流器的適用拓撲，制定出并

網(wǎng)變流器在典型故障下的穿越控制策略及本體保護配置方

案；

1134

(2)研制燃料電池并網(wǎng)逆變器，總?cè)萘坎坏陀?0kW；

(3)申請發(fā)明專利1項；

(4)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題4：基于富產(chǎn)氫氣的燃料電池發(fā)電站技術(shù)方案及示

范

主要研究內(nèi)容：

(1)研究基于富產(chǎn)氫氣的兆瓦級質(zhì)子交換膜燃料電池

發(fā)電站技術(shù)方案；

(2)研究質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電站風險安全評估，

提出氫燃爆事故的緩解與安全防護措施；

(3)開展百千瓦級富產(chǎn)氫氣的燃料電池發(fā)電站示范及

試驗。

預期目標：

提出基于富產(chǎn)氫氣的兆瓦級質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電

站技術(shù)方案，掌握氫燃爆事故的緩解與安全防護措施，完成

百千瓦級富產(chǎn)氫氣燃料電池發(fā)電站示范建設。

考核指標：

(1)提出富產(chǎn)氫氣質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電站技術(shù)方

案；

(2)申請發(fā)明專利1項；

(3)完成富產(chǎn)氫氣燃料電池發(fā)電站示范建設，發(fā)電功

率不低于200kWo

六、成果應用及轉(zhuǎn)化

富產(chǎn)氫氣包括工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源棄電制氫。工業(yè)

副產(chǎn)氫成本低、分布廣，我國工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量高達數(shù)百萬噸，

但總體利用率較低；可再生能源棄電制氫也是氫能的重要來

源之一。提純富產(chǎn)氫氣，用于質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電并網(wǎng)，

1135

作為靈活可控的發(fā)電資源，可提供上千億度調(diào)控電量參與輔

助電網(wǎng)調(diào)控，既能提高資源利用效率和經(jīng)濟效益，又能消除

大量工業(yè)氣體污染，可為支撐電網(wǎng)安全運行提供環(huán)保經(jīng)濟的

全新思路，在獲得清潔能源的同時節(jié)能減排，且發(fā)展前景巨

大、預期效益顯著。部分技術(shù)還可輻射到燃料電池汽車行業(yè),

我國工業(yè)副產(chǎn)氫可滿足約800余萬輛燃料電池車用氫需求,

技術(shù)推廣應用的空間巨大。

通過本項目研究，掌握基于富產(chǎn)氫氣的質(zhì)子交換膜燃料

電池接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，并形成自主知識產(chǎn)權(quán)，可面向系統(tǒng)

內(nèi)產(chǎn)業(yè)單位及社會企業(yè)進行轉(zhuǎn)化?？上仍诘蛪号潆娋W(wǎng)開展調(diào)

峰調(diào)頻試驗示范，然后再在送端或受端電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻存在困

難的地區(qū)進行高電壓等級電網(wǎng)輔助電網(wǎng)調(diào)控示范應用，最后

在公司系統(tǒng)全網(wǎng)推廣應用。

七、支持經(jīng)費限額

762萬元。

1136

項目9:《面向工業(yè)領(lǐng)域電能替代的蒸汽型

高溫相變儲熱關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》項目申

報指南

一、技術(shù)類別

共性關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

面向工業(yè)領(lǐng)域蒸汽供熱需求，開展不同應用場景下蒸汽型

高溫相變儲熱系統(tǒng)容量配置方法、技術(shù)方案研究，攻克高溫相

變儲熱高穩(wěn)定性蒸汽供給關(guān)鍵技術(shù)，掌握蒸汽供應熱?汽控制技

術(shù)最終完成蒸汽型高溫相變儲熱MWh級方案設計和裝置研

制，開展蒸汽穩(wěn)定供應示范應用?？蔀殡娋W(wǎng)消峰、緩解高峰負

荷提供技術(shù)支撐。

三、課題設置情況

1、蒸汽型高溫相變儲熱裝置容量配置方法及技術(shù)方案

研究；

2、蒸汽型高溫相變儲熱蓄熱體混合傳熱技術(shù)與穩(wěn)定蒸

汽換熱技術(shù)研究；

3、蒸汽型高溫相變儲熱熱-汽控制技術(shù)與控制裝置；

4、MWh級蒸汽型高溫相變儲熱裝置研制和示范應用。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2021年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1：蒸汽型高溫相變儲熱裝置容量配置方法及技術(shù)

方案研究

主要研究內(nèi)容：

(1)研究蒸汽型高溫相變儲熱技術(shù)在化工、生物、食品

1137

等工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)需求和典型應用場景；

(2)針對典型應用場景，研究蒸汽型高溫相變儲熱裝置

配置方法；

(3)分析國內(nèi)典型電價、補貼等政策，針對峰谷電價差

地區(qū)研究蒸汽型高溫相變儲熱裝置典型技術(shù)方案。

預期目標：

分析蒸汽型高溫相變儲熱技術(shù)在化工、生物、食品等工

業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)需求，掌握典型應用場景下蒸汽型高溫相變儲

熱系統(tǒng)技術(shù)方案和容量配置方法。

考核指標：

典型應用場景的蒸汽溫度需求不低于130℃,應用場景

地區(qū)不少于3個，提出蒸汽型高溫相變儲熱系統(tǒng)典型技術(shù)方

案。

課題2:蒸汽型高溫相變儲熱混合傳熱技術(shù)與穩(wěn)定蒸汽

換熱技術(shù)研究；

主要研究內(nèi)容：

(1)研究蒸汽型高溫相變儲熱蓄熱體溫度均衡分布技

術(shù)；建立描述儲熱/釋熱過程流場和溫度場的數(shù)學模型，分析

熱源分布方式、蓄熱體結(jié)構(gòu)設計、混合傳熱之間的影響；

(2)針對相變蓄熱體高品質(zhì)溫區(qū)，開展對流-輻射混合

傳熱原理分析與數(shù)值模擬研究，探索加熱方式和輻射對于相

變儲熱材料利用率的影響；

(3)開展穩(wěn)定蒸汽的空氣/水換熱技術(shù)研究，提出寬溫

度范圍蒸汽發(fā)生器設計方案。

預期目標：

掌握蒸汽型高溫相變蓄熱體的結(jié)構(gòu)方案和加熱熱源分

布方式，掌握相變蓄熱體高溫區(qū)混合傳熱模擬方法，完成寬

溫度范圍穩(wěn)定蒸汽發(fā)生器設計方案。

1138

考核指標：

(1)高溫相變蓄熱體釋熱過程最大溫差小于200c；

(2)蒸汽發(fā)生器可實現(xiàn)130c蒸汽的穩(wěn)定供應；

(3)申請發(fā)明專利1項；

(4)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題3：蒸汽型高溫相變儲熱熱■汽控制技術(shù)與控制裝置

主要研究內(nèi)容：

(1)研究系統(tǒng)運行參數(shù)，如蓄熱體溫度、循環(huán)風溫及

流量、給水溫度及流量等與蒸汽負荷之間的影響，分析高溫

蒸汽供應的熱-汽控制規(guī)律，提出熱-汽控制模型；

(2)研究不低于130c蒸汽供應需求下，熱-汽控制策

略及控制方案；

(3)研究高溫相變儲熱寬溫度范圍供汽的系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)

點測量、監(jiān)控及保護配置方案，開發(fā)熱-汽控制系統(tǒng)。

預期目標：

掌握系統(tǒng)運行參數(shù)，如蓄熱體溫度、循環(huán)風溫及流量、

給水溫度及流量等，與蒸汽負荷之間的影響，建立不低于130c

蒸汽供應的熱-汽控制模型，并提出熱-汽控制策略及控制方

案。掌握寬溫度范圍供汽的系統(tǒng)節(jié)點測量、監(jiān)控及保護配置

方案，開發(fā)熱-汽控制系統(tǒng)。

考核指標：

(1)建立熱-汽控制模型，開發(fā)1套不低于130c蒸汽

供應的熱-汽控制系統(tǒng)；

(2)申請發(fā)明專利1項；

(3)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題4：MWh級蒸汽型高溫相變儲熱裝置研制和示范

應用

1139

主要研究內(nèi)容：

(1)研究MWh級蒸汽型高溫相變儲熱裝置技術(shù)方案，

分析系統(tǒng)啟動、運行、停機過程的蒸汽安全防護方法；

(2)MWh級蒸汽型高溫相變儲熱裝置集成技術(shù)研究；

(3)完成1MWh蒸汽型高溫相變儲熱裝置研制，提出

蒸汽型高溫相變儲熱裝置的試驗方案，開展130c蒸汽供應

的示范應用。

預期目標：

提出1MWh的蒸汽型高溫相變儲熱裝置技術(shù)方案，掌握

MWh級蒸汽型高溫相變儲熱裝置集成技術(shù)，提出MWh級蒸

汽型高溫相變儲熱裝置蒸汽供應試驗方案，完成1MWh蒸汽

型高溫相變儲熱裝置示范應用。

考核指標：

(1)裝置儲熱容量1MWh,蒸汽溫度不低于130C,蒸

汽最大流量可達0.2t/h；

(2)申請發(fā)明專利1項。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

工業(yè)領(lǐng)域蒸汽用熱需求巨大，在施行峰谷電價的地區(qū)，

開展燃煤蒸汽鍋爐電能替代工作，蒸汽型高溫相變儲熱技術(shù)

具有較高應用價值，市場前景廣闊?？勺鳛榇笠?guī)?？煽貎δ?/p>

技術(shù)用于可再生能源消納、電網(wǎng)消峰，緩解電網(wǎng)高峰負荷，

提升電網(wǎng)售電量和電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率。同時有效緩解燃煤鍋

爐帶來的大氣污染，對于推進電能替代具有重大意義。通過

本項目研究，全面掌握面向工業(yè)領(lǐng)域電能替代的蒸汽型高溫

相變儲熱裝置全套技術(shù)，并形成自主知識產(chǎn)權(quán)，可面向系統(tǒng)

內(nèi)產(chǎn)業(yè)單位及社會企業(yè)進行轉(zhuǎn)化。

七、支持經(jīng)費限額

730萬元。

1140

項目10:《耐熱型極低損耗取向硅鋼及S15

型配電變壓器制備技術(shù)研究》項目申報指南

一、技術(shù)類別

實用關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

掌握立體卷鐵心用耐熱刻痕取向硅鋼耐熱性能及耐熱機

理，突破國產(chǎn)耐熱刻痕極低損耗取向硅鋼材料服役性能評價關(guān)

鍵技術(shù)，搭建耐熱刻痕取向硅鋼立體卷鐵心實物模型，攻克國

產(chǎn)耐熱刻痕立體卷鐵心設計及制造技術(shù)，研制S15型硅鋼立體

卷鐵心變壓器并實現(xiàn)應用，空載損耗較GB20052-2013《三相

配電變壓器能效限定值及能效等級》1級能效硅鋼變壓器產(chǎn)品

降低20%以上，噪聲低至42dB,推動耐熱型極低損耗取向硅

鋼應用及超高能效等級配電變壓器技術(shù)進步，提升電網(wǎng)運行節(jié)

能性和環(huán)保性。

三、課題設置情況

1、耐熱型極低損耗取向硅鋼材料耐熱機理及服役特性

研究；

2、耐熱型極低損耗取向硅鋼鐵心設計及制造技術(shù)研究；

3、耐熱型極低損耗取向硅鋼S15型立體卷鐵心變壓器

研制及應用。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2022年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1：耐熱型極低損耗取向硅鋼材料耐熱機理及服役

特性研究

主要研究內(nèi)容：

1141

(1)耐熱型極低損耗取向硅鋼材料耐熱性能及機理研

究；

(2)耐熱型取向硅鋼在正弦、諧波、過激磁等工況下

的電磁特性研究；

(3)耐熱型極低損耗取向硅鋼材料的服役性能研究；

(4)S15型立體卷鐵心節(jié)能配電變壓器用耐熱型極低損

耗取向硅鋼選型設計研究。

預期目標：

掌握立體卷鐵心節(jié)能配變用耐熱刻痕取向硅鋼耐熱機

理，獲得耐熱刻痕取向硅鋼材料的服役性能，提出耐熱刻痕

取向硅鋼服役性能評價技術(shù)方法，獲得S15型立體卷鐵心節(jié)

能配電變壓器用耐熱型極低損耗取向硅鋼產(chǎn)品選型原則。

考核指標：

(1)獲得S15型立體卷鐵心節(jié)能配電變壓器用耐熱刻

痕取向硅鋼：鐵損Pi.7/5o4O.8OW/kg、最小磁極化強度的002

1.88T、耐熱溫度N800c其他性能滿足GB2521.2要求;

(2)提出S15型配電變壓器用耐熱型取向硅鋼選型原

貝IJ；

(3)申請發(fā)明專利1項；

(4)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文2篇。

課題2：耐熱型極低損耗取向硅鋼鐵心設計及制造技術(shù)

研究

主要研究內(nèi)容：

(1)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心模型及試驗分析；

(2)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心結(jié)構(gòu)設計研究；

(3)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心加工工藝研究；

(4)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心優(yōu)化技術(shù)研究。

預期目標：

1142

突破國產(chǎn)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心設計技術(shù)，獲得優(yōu)

化的S15型硅鋼立體卷鐵心設計及加工方案，指導S15型立

體卷鐵心配電變壓器制造，推動國產(chǎn)高端取向硅鋼在節(jié)能環(huán)

保型配電變壓器中的應用。

考核指標：

(1)提交耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心結(jié)構(gòu)設計方案；

(2)搭建耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心服役性能評價模

型；

(3)申請發(fā)明專利1項；

(4)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

課題3：耐熱型極低損耗取向硅鋼S15型立體卷鐵心變

壓器研制及應用

主要研究內(nèi)容：

(1)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心工藝系數(shù)研究；

(2)耐熱型取向硅鋼S15型立體卷鐵心變壓器研制及

測試分析；

(3)耐熱型取向硅鋼S15型立體卷鐵心變壓器應用。

預期目標：

掌握國產(chǎn)耐熱型取向硅鋼立體卷鐵心節(jié)能配電變壓器

制造技術(shù)，研制耐熱型取向硅鋼S15型立體卷鐵心變壓器并

獲得應用，空載損耗較GB20052-2013《三相配電變壓器能

效限定值及能效等級》1級能效硅鋼變壓器產(chǎn)品降低20%以

上，噪聲低至42dB,推動高能效等級取向硅鋼配電變壓器技

術(shù)進步。

考核指標：

(1)研制耐熱型取向硅鋼S15型立體卷鐵心配電變壓

器樣機：電壓10kV,容量400kVA,空載損耗W300W,負

1143

載損耗W3615W,噪聲(聲壓級)<42dB,短路阻抗“％,

其他性能滿足10kV配電變壓器型式試驗要求；

(2)實現(xiàn)耐熱型取向硅鋼S15型立體卷鐵心配電變壓

器掛網(wǎng)運行；

(3)申請發(fā)明專利2項；

(4)發(fā)表核心期刊或三大檢索論文1篇。

六、成果應用與轉(zhuǎn)化

項目研究成果可推動國產(chǎn)耐熱型極低損耗取向硅鋼及

S15型節(jié)能配電變壓器研制及應用，研究成果可在國網(wǎng)系統(tǒng)

內(nèi)產(chǎn)業(yè)單位及省電力公司進行應用與轉(zhuǎn)化，材料應用及變壓

器制造技術(shù)由系統(tǒng)內(nèi)配電變壓器制造單位完成成果落地，研

制的S15型節(jié)能配電變壓器產(chǎn)品可在省電力公司掛網(wǎng)應用，

后續(xù)可推廣至全網(wǎng)的配電網(wǎng)新建及改造工程，具備全網(wǎng)推廣

應用價值，可有效提升配電網(wǎng)節(jié)能環(huán)保水平。

七、支持經(jīng)費限額

676萬元。

1144

項目11:《低頻聲振測量用無鉛壓電材料及

自供能器件制備應用研究》項目申報指南

一、技術(shù)類別

實用關(guān)鍵技術(shù)。

二、總體目標

本項目以適配電網(wǎng)主要聲源設備的聲振頻譜為目標，研發(fā)

低成本、微型化、高可靠的無鉛換能材料與聲振測量器件，重

點突破現(xiàn)有PZT材料的無鉛化替代、聲振傳感器微機電結(jié)構(gòu)設

計及微加工制造技術(shù)，并實現(xiàn)器件的無源自供能服役。通過本

項目的研究及應用，可以實現(xiàn)變電站的聲振信息低成本采集，

解決每年全網(wǎng)噪聲普測占用大量人力物力資源的矛盾，支撐聲

振信息實時監(jiān)測及環(huán)保信息的泛在物聯(lián)。

三、課題設置情況

1、具有微納結(jié)構(gòu)的無鉛壓電材料與制備工藝研究；

2、聲振傳感換能單元及自供能單元微結(jié)構(gòu)設計及制備

研究；

3、微型化自供能聲振傳感器件制備及應用研究。

四、項目實施期限

本項目研究的起止時間為2020年1月至2022年12月。

五、課題內(nèi)容

課題1：具有微納結(jié)構(gòu)的無鉛壓電材料與制備工藝研究

主要研究內(nèi)容

(1)研究典型電網(wǎng)聲源設備及廠界聲振工況測量技術(shù)

條件，確定主要聲源設備的聲振貢獻頻域、時程特征，提出

聲振測量的目標范圍；

(2)研究無鉛聲振壓電換能材料及其機電耦合性能的

1145

影響機制，確定聲振傳感無鉛壓電材料最優(yōu)成分，優(yōu)化組分、

工藝，提升綜合效能；

(3)研究無源自供能用壓電納米線陣列，確定自供能

用壓電材料最優(yōu)成分、微結(jié)構(gòu)及制備工藝。

預期目標

掌握電網(wǎng)典型工況下聲源設備的聲振頻譜特征、測