架起能源互联的桥梁
——“±500kV直流电缆关键技术”项目简介
高压直流电缆作为柔性直流输电技术的关键装备具有低碳环保和安全可靠的优点，适用于环境敏感区域及城市电网的电缆化增容改造，增强电网抵抗自然灾害危害的能力。±500千伏直流电缆代表目前挤包绝缘直流电缆的国际最高水平，其传输功率密度约为±320千伏直流电缆的2倍，可满足新能源规模化利用和区域互联中长距离、大容量、低损耗电力传输的需求。±500千伏直流电缆关键技术已成为当前国际智能电网技术与装备研发领域的前沿热点，也是制约我国大电网柔性互联的技术瓶颈之一。因此，发展±500千伏直流电缆关键技术，对保障我国电力能源安全和可持续发展具有十分重大的战略意义。
2016年国家重点研发计划“智能电网技术与装备”专项“±500千伏直流电缆关键技术”项目的总体目标是通过研究±500千伏直流电缆制造及应用技术，掌握国产绝缘材料和屏蔽材料批量化制备工艺，完成样机研制并通过试验验证。
项目团队由高校、研究院、制造企业和电网运行企业等15个单位的专家学者组成，高校负责设计基础理论及材料开发，研究院及企业负责材料批量化制备、装备研制及试验应用技术，构成了一支理论基础扎实、实践经验丰富、具有国际视野的“产、学、研、用”协同创新研究团队。项目组将围绕±500千伏直流电缆开发及应用的关键技术与难点，重点开展直流电缆绝缘设计基础、绝缘料与屏蔽料、电缆及附件设计与制造、电缆应用及环境适应性、电缆系统试验及运维技术等方面的系统研究。通过理论分析、仿真计算、实验研究、加工制造和试验评价，在直流电缆系统设计、材料开发、装置研制和试验评价技术方面取得突破，支撑±500千伏直流电缆产品制造及应用，为未来大电网柔性互联提供技术保障。
近三年，我国先后在南澳、舟山和厦门柔性直流输电工程中实现了国产挤包绝缘直流电缆的工程应用，最高电压达到±320千伏。直流电缆从±320千伏提升到±500千伏，面临着需要耐受更高场强、传输更大容量和制造更大尺寸电缆系统的挑战：例如，电缆在高场强和高温度梯度下的绝缘设计，高场强、高温度稳定性国产材料开发及批量化制备，多物理场下的电场设计与大尺寸电缆系统制造工艺，直流电缆试验及运维方法有效性等。面对以上问题与挑战，需要开展深入系统的研究。
通过该项目的研究开发，将形成我国±500千伏直流电缆核心技术；打破国外技术垄断，提升国产高压直流输电装备的核心竞争力；推动国产高端电力电缆技术开发，增强我国高压直流关键技术整体自主创新能力；为我国清洁能源应用、地区及洲际电网互联和国家能源安全提供有力保障。
以友好互动开启电力供需新纪元
——“城区用户与电网供需友好互动系统”项目简介
日前，国网江苏省电力公司牵头申报的2016年度重点研发计划项目“城区用户与电网供需友好互动系统”成功获批立项。该项目是对电改9号文的一次深度解读和实践探索，项目将结合互联网技术，推动电力供需关系从“网随荷动”向“网荷互动”转变，提高电力供给侧体系质量和效率，引领售电侧市场化改革的发展方向。
顺应能源发展形势，促成源荷友好互动
从能源供需形势看，我国主要城市群夏季空调负荷已超过最高负荷的1/3，电网峰谷差不断拉大。若继续建设电厂和电网设施来满足短时的高峰负荷需求，将造成社会资源的极大浪费；而传统的有序用电手段，也将极大干扰工商业用户的正常生产。实现城区用户与电网友好互动，短时降低非生产性负荷，可以更好地满足电能供应和需求平衡。
从能源利用效率看，我国单位GDP能耗远高于发达国家水平，导致能源总量需求不断增高，而终端用户用能方式的不合理是重要原因之一。实现城区用户与电网友好互动，引导用户主动改变用能习惯，可以更好地控制能源需求总量。
掌握项目核心技术，创新友好互动手段
项目从模型与机制、设备与系统、工程示范等三个角度开展技术攻关。
互动模型与机制设计研究市场竞争机制下用户用电和行为特征，设计面向需求侧主动响应的市场机制框架，建立特殊情况下的电力需求侧应急响应协调机制。
互动设备与系统开发研究支持用户与电网双向互动的核心设备，开发基于互联网的家庭能效管理系统，研制电力供需互动服务平台及互动终端。
互动工程示范验证研究示范建设方案，探索系统及设备测试方法，提出示范工程相关评价指标，形成用户与电网供需友好互动示范工程推广运营模式和建设指导意见。
推进示范工程建设，凸显友好互动成效
项目将在苏州与常州选择两个常住人口超过30万的城市区域开展示范验证，预计实现示范互动家庭用户综合能耗降低5.5%以上，示范区负荷峰谷差降低5.8%以上。
项目成果具有巨大的推广价值。2014年全国城区用户家庭综合能耗约为3亿吨标准煤，综合能耗降低5.5%将产生经济效益近百亿元。以峰谷差每降低100万千瓦减少调频电源及输配电网配套投资85亿元估算，降低负荷峰谷差5.8%将在全国范围内产生千亿元以上的经济效益。
新一轮电力体制改革已经拉开帷幕，电网企业只有不断适应电力用户新需求、新变化，才能更好地实现转型。本项目顺应互联网技术和电改发展潮流，成果将极大地提升用户与电网供需友好互动水平，产生显著的经济和社会效益。
打造智能电网典范践行低碳冬奥
——“支撑低碳冬奥的智能电网综合示范工程”项目简介
近年来，以可再生能源为支点的能源转型已成为我国能源发展的新趋势，国家战略明确提出大力发展可再生能源的发展目标。2015年张家口被确认为我国首个国家级可再生能源示范区，2022年绿色低碳冬奥会对可再生能源的开发利用提出了更高要求。
在此背景下，国家科技部在2016年重点研发计划“智能电网技术与装备”专项中专门设置了“支撑低碳冬奥的智能电网综合示范工程”项目，以张家口可再生能源示范区建设和筹备低碳冬奥会为契机，着力打造覆盖智能电网全环节的综合示范工程，探索解决大规模可再生能源“并得上”和“送得出”难题，以及在可再生能源全额供电的前提下奥运专区的连续高可靠供电和低碳交通难题。
为此，项目在综合集成我国智能电网研究成果的基础上，分别从发、输、配、用、调等环节设置5项研究课题，拟重点突破：大容量储能系统应用相关技术、大型可再生能源基地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电动汽车充电设施网络关键技术。
项目于2016年8月获批，执行周期4年半，由国网冀北电力牵头，国网北京市电力，清华大学、华北电力大学等8家高校，国网经研院、中国电科院、联研院3家电力科研机构，国电南瑞、许继集团、北京四方3家电力设备制造企业共同组成“产—学—研”结合的高水平研究团队。
项目的实施有助于构建支撑大规模可再生能源接入和送出的新型电网形态，探索重大活动由100%可再生能源支撑的高可靠供电模式，攻克融合可再生能源的新型充电技术，实现电动汽车充电设施网络覆盖半径达到0.9公里以内。
项目将促进大规模可再生能源的开发利用，减少弃风、弃光，根据测算，应用项目成果后的年弃风/弃光率较应用前可降低3%，等效每年多消纳新能源电量2.4亿度。项目通过解决张家口千万千瓦级可再生能源送出难题，达到显著的节能减排目的，预计2020年张家口新能源高效消纳可节煤16.2万吨，等效减少二氧化碳排放59.4万吨。
项目通过示范最先进的电力生产、传输、转换、使用和运行控制技术，践行“绿色奥运、低碳奥运”理念，充分展示我国智能电网领域的创新成就，为世界可再生能源的高效利用和绿色用电提供可复制的成功经验，引领世界能源技术创新发展方向。
