1、適應大規模高比例新能源友好并網的先進電網技術工作方案我國已連續多年成為世界上最大的能源生產國、消費國和碳排放國。社會主義現代化強國建設的深入推進對能源供給、消費提出更高 要求。在“碳達峰、碳中和”目標、生態文明建設和“六穩六保”等 總體要求下，我國能源產業面臨保平安、轉方式、調結構、補短板等 嚴峻挑戰，對科技創新的需求比以往任何階段都更為迫切。經過前兩 個五年規劃期，我國初步建立了重大技術研發、重大裝備研制、重大 示范工程、科技創新平臺“四位一體”的能源科技創新體系，按照集 中攻關一批、示范試驗一批、應用推廣一批“三個一批”的路徑，推 動能源技術革命取得重要階段性進展，有力支撐了重大能源工程建

2、設, 對保障能源平安、促進產業轉型升級發揮了重要作用。一、世界能源科技開展形勢當前，在能源革命和數字革命雙重驅動下，全球新一輪科技革命 和產業變革方興未艾。能源科技創新進入持續高度活躍期，可再生能 源、非常規油氣、核能、儲能、氫能、智慧能源等一大批新興能源技 術正以前所未有的速度加快迭代，成為全球能源向綠色低碳轉型的核 心驅動力，推動能源產業從資源、資本主導向技術主導轉變，對世界 地緣政治格局和經濟社會開展帶來重大而深遠的影響。世界各主要國家近年來紛紛將科技創新視為推動能源轉型的重要 突破口，積極制定各種政策措施搶占開展制高點。美國近年來相繼發 布了全面能源戰略美國優先能源計劃等政策，并出臺系

3、列研 發計劃，將“科學與能源”確立為第一戰略主題，積極部署開展新一 代核能、頁巖油氣、可再生能源、儲能、智能電網等先進能源技術， 突出全鏈條集成化創新。歐盟在歐洲綠色協議中率先提出了構建 碳中性經濟體的戰略目標，升級了戰略能源技術規劃(SET-Plan), 啟動了 “研究、技術開發及示范框架計劃”，構建了全鏈條貫通的能 源技術創新生態系統。德國、英國、法國等分別組織了能源研究計劃、 能源創新計劃、國家能源研究戰略等系列科技計劃，突出可再生能源 在能源供應中的主體地位，搶占綠色低碳開展制高點。日本近年來出 臺了第五期能源基本計劃2050能源環境技術創新戰略氫能 基本戰略等戰略規劃，提出加快開展可

4、再生能源，全面系統建設“氫能社會”。受政策驅動，可再生能源、非常規油氣、核能、儲能、智慧能源 等領域諸多新興技術取得重大突破并跨越技術商業化臨界點，引領世 界能源消費結構呈現非化石能源、煤炭、石油、天然氣“四分天下”， 且非化石能源比重逐步擴大的新局面。全球能源技術創新主要呈現以 下新動向、新趨勢。一是可再生能源和新型電力系統技術被廣泛認為是引領全球能源 向綠色低碳轉型的重要驅動，受到各主要國家的高度重視。面對日益 嚴重的能源資源約束、生態環境惡化、氣候變化加劇等重大挑戰，全 球主要國家紛紛加快了低碳化乃至“去碳化”能源體系開展步伐。國 際能源署預測可再生能源在全球發電量中的占比將從當前的約2

5、5%攀升 至2050年的86%o為有效應對可再生能源大規模開展給能源系統可靠 性和穩定性帶來的新挑戰，美、歐等國積極探索開展包括先進可再生 能源、高比例可再生能源友好并網、新一代電網、新型儲能、氫能及 燃料電池、多能互補與供需互動等新型電力系統技術，開展了一系列 形式多樣、場景各異的試驗示范工作。二是非常規油氣技術掀起席卷全球的頁巖油氣革命，成功拓展油 氣開展新空間，成為顛覆全球油氣供應格局的核心力量。美國從上世 紀70年代開始布局頁巖油氣技術攻關，經過數十年的持續探索，成功 開展了旋轉導向鉆井、水平井分段壓裂等系統化的頁巖油氣開發技術, 支撐美國油氣自給率持續提升，推動非常規油氣技術成為世界

6、各國競 爭的焦點。全球非常規油氣資源占油氣資源總量約80%,可采資源量超過80%分布于北美、亞太、拉美、俄羅斯4大地區。在各相關國家的大力支持和推動下，全球非常規油氣技術不斷取得新突破、技術成熟度持續提升，正在推動全球油氣產 業從常規油氣為主到常規與非常規油氣并重的重大轉變。三是以更平安、更高效、更經濟為主要特征的新一代核能技術及 其多元化應用，成為全球核能科技創新的主要方向。福島事故后，全 球核電建設整體進入穩妥審慎開展階段，但核能技術創新的步伐并未 減緩。美、俄、法等核電強國，憑借長期技術積累，瞄準更平安、更 高效、更經濟等未來核能開展方向，不斷加大研發投入和政策支持， 在三代和新一代核反

7、響堆、模塊化小型堆、核能供熱等多元應用、先 進核燃料及循環、在役機組延壽和智慧運維等方面開展了大量技術研 發和試驗示范工作，為引領未來全球核能產業平安高效開展奠定了堅 實基礎。四是信息、交通等領域的新技術與傳統能源技術深度交叉融合， 持續孕育興起影響深遠的新技術、新模式、新業態。美、歐、日等主 要興旺國家近年來在能源交叉融合技術方面開展了大量有益探索和實 踐。大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等為 代表的先進信息技術與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場等 環節深度融合，持續催生具有設備智能、多能協同、信息對稱、供需 分散、系統扁平、交易開放等特征的智慧能源新技術、新模式、

8、新業 態。電動汽車及其網聯技術、氫燃料電池車等低碳交通技術，推動能源、交通、信息三大基礎設施網絡互聯互通、融合開展，正在開啟能 源、交通、信息領域新的重大變革。二、開展目標能源領域現存的主要短板技術裝備基本實現突破。前瞻性、顛覆 性能源技術快速興起，新業態、新模式持續涌現，形成一批能源長板 技術新優勢。能源科技創新體系進一步健全。能源科技創新有力支撐 引領能源產業高質量開展。引領新能源占比逐漸提高的新型電力系統建設。先進可再生 能源發電及綜合利用、適應大規模高比例可再生能源友好并網的新一 代電網、新型大容量儲能、氫能及燃料電池等關鍵技術裝備全面突破, 推動電力系統優化配置資源能力進一步提升，提

9、高可再生能源供給保 障能力。支撐在確保平安的前提下積極有序開展核電。三代大型壓水 堆裝備自主化水平進一步提升，建立標準化型號和型號譜系。小型模 塊化反響堆、（超）高溫氣冷堆、熔鹽堆、海洋核動力平臺等先進核 能系統研發和示范有序推進。乏燃料后處理、核電站延壽等技術研究 取得階段性突破。推動化石能源清潔低碳高效開發利用。“兩深一非”、老油 田提高采收率等油氣開發技術取得重大突破，有力支撐油氣穩產增產 和產供儲銷體系建設。煤炭綠色智能開采、清潔高效轉化和先進燃煤 發電技術保持國際領先地位，支撐做好煤炭“大文章”。重型燃氣輪 機研發與示范取得突破，各類中小型燃氣輪機裝備實現系列化。促進能源產業數字化智

10、能化升級。先進信息技術與能源產業 深度融合，電力、煤炭、油氣等領域數字化、智能化升級示范有序推 進。能源互聯網、智慧能源、綜合能源服務等新模式、新業態持續涌 現。適應高質量開展要求的能源科技創新體系進一步健全。政-產 -學-研-用協同創新體系進一步健全，創新基礎設施和創新環境持續完 善。圍繞國家能源重大需求和重點方向，優化整合并新建一批國家重 點實驗室和國家能源研發創新平臺，有效支撐引領新興能源技術創新 和產業開展。三、適應大規模高比例新能源友好并網的先進電網技術1、新能源發電并網及主動支撐技術開展新能源功率高精度預測技術研究，突破新能源發電參與電網 頻率/電壓/慣量調節的主動支撐控制、自同步

11、控制、寬頻帶振蕩抑制 等關鍵技術，研發“云-邊”協同的新能源主動支撐智能控制和在線評 價系統，提升并網平安性。研究并示范無常規電源支撐的新能源直流 外送基地主動支撐技術；研究并示范新能源孤島直流接入的先進協調 控制技術，實現純電力電子網絡穩定運行；突破中壓并網逆變器和光 伏高效穩定直流匯集等關鍵技術，開展新型高效大容量光伏并網技術 不范。2、電力系統仿真分析及平安高效運行技術研發電力電子設備/集群精細化建模與高效仿真技術，更大規模和 更高精度的交直流混聯電網仿真技術，建立智能化計算分析鏡像系統, 突破具有經濟運行與平安穩定自我感知能力的源網荷儲多元接入的多 級調度協同、廣域協調平安穩定控制技術

12、，實現復雜運行環境下電網 運行特性的深度認知和運行趨勢的有效把握；開展新型電力系統網絡 結構模式和運行調度、控制保護方式，直流電網系統運行關鍵技術， 以及高比例新能源和高比例電力電子裝備接入電網穩定運行控制技術 研究，提升電網平安穩定運行水平；開展電力系統遭受嚴重自然災害、 物理攻擊、網絡攻擊等非常規平安風險識別及防范研究，提高非常規 狀態電網平安穩定防御和應急處理能力。3、交直流混合配電網靈活規劃運行技術開展多電壓等級交直流混合配電網靈活組網模式研究，掌握源網 荷儲精準匹配、整流逆變合理布局的新型配電網規劃技術，研制多端 差動保護、區域故障快速處理等裝置及直流配用電裝備，突破大規模 隨機性負

13、荷、間歇性分布式電源和大規模分布式儲能接入下，中低壓配電網源網荷儲組網協同運行控制及市場運營關鍵技術，實現配電網 大規模分布式電源有序接入、靈活并網和多種能源協調優化調度，有 效提升配電網的韌性和運行效率。4、新型直流輸電裝備技術開展交直流協調控制快速保護以及多饋入直流系統換相失敗綜合 防治技術研究，研制新型換流器、新型直流斷路器、DC/DC變換器、直 流故障限流器、直流潮流控制器、有源濾波器、可控消能裝置等設備。5、新型柔性輸配電裝備技術研制過電壓抑制與監測、主動電壓支撐、暫態潮流調控、故障電 流限制、振蕩動態阻尼、低頻輸電、柔性變電站、新型無功補償、有 源調壓、混合濾波等裝備，開展面向新型電力系統應用的新型電力電 子拓撲結構和控制等關鍵技術研究。6、源網荷儲一體化和多能互補集成設計及運行技術開展源網荷儲一體化和風光火（儲）、風光水（儲）、風光儲一 體化規劃與集成設計研究，掌握場站級高電壓穿越和次同步振蕩抑制 技術；研究儲能充放電最優策略與聚合控制理論，建立工業園區級智 慧能源系統一體化解決方案，形成規模化智慧可調資源；研究電動汽 車與電網能量雙向交互調控策略，構建電動汽車負荷聚合系統，實現 電動汽車與電網融合開展；開發適應新能源匯集輸送的多端柔性直流輸電、輸電線路動態增容