征求意见稿

1. 太阳能光伏 

1.1 高效晶硅太阳电池、组件制备技术及其核心装备(共 性关键技术) 
研究内容:面对大规模光伏发电对晶硅电池持续提高效 率和降低成本的需求,开展大尺寸高效晶硅电池及其组件关键技术研发。具体包括:全钝化接触结构界面的电荷分离和 选择性传输机制、表面/界面缺陷能级和能带结构调控及匹配 方案;不同掺杂类型接触钝化材料、低成本银浆材料、新型 金属化材料及电池应用;用于改善基体材料杂质和缺陷状态 的先进氢钝化技术开发;高效晶硅电池结构设计、图形化和 钝化接触融合技术,电池稳定性及其控制技术;钝化接触结 构接触电阻和复合损失分布特性,适用于高效晶硅电池的低 损耗金属化技术、新型组件互联技术和高可靠性组件封装技 术;高产能钝化接触沉积设备和封装设备。 
考核指标:晶硅电池实验室光电转换效率达到 26.8%(面 积不小于 4 平方厘米)。开发出高效晶硅太阳电池量产成套工艺、关键材料与核心设备,建立兆瓦级中试线,量产批次 太阳电池光电转换效率平均不小于 25.8%(面积不小于 182×182 平方毫米);组件光电转换效率平均不小于 24%(组 件不少于 60 片电池)。 
1.2 基于免掺杂钝化接触的新型晶硅太阳电池机理及关 键技术(基础前沿) 
研究内容:面向光伏产业进一步降低成本和工艺简化的 需求,开展基于免掺杂钝化接触的新型晶硅太阳电池机理及 关键技术研发。具体包括:具有高或低功函数的宽带隙电荷 选择性传输材料体系的设计与实现;高、低功函数材料/晶硅 异质结界面的电荷分离内动力及新机制;电荷在高、低功函 数材料/晶硅界面的选择性传输机制;表面/界面缺陷能级和 能带结构调控及匹配方案;具有高、低功函数的宽带隙电荷 选择性传输材料大面积均匀制备技术;不同技术下实现免掺 杂钝化薄膜和电池的研究;适用于免掺杂钝化接触的晶硅电 
池的电极金属化技术;免掺杂钝化接触晶硅电池稳定性研究 及控制技术。 
考核指标:揭示阐明免掺杂钝化接触的新型晶硅太阳电 
池载流子分离和输运机制;设计并制备出不小于 5.5 电子伏 
特的高功函数和不大于 4.0 电子伏特的低功函数材料。研制 
的免掺杂钝化接触的新型晶硅太阳电池实验室光电转换效率不小于 25.5%(面积不小于 4 平方厘米),大面积电池光电 
转换效率不小于 24.2%(面积不小于 166×166 平方毫米);在 1 个太阳辐照度连续光照 1500 小时情况下,太阳电池光电转 换效率衰退率不大于 2%。 
1.3 高效钙钛矿基薄膜叠层太阳电池器件机理及关键技 术(共性关键技术) 
研究内容:面向新型薄膜太阳电池,研发低能耗、低成 本的高效钙钛矿基薄膜太阳电池,具体包括:开展薄膜型钙 钛矿/钙钛矿两端叠层太阳电池的结构设计、器件制备及其机 理的基础研究,包括钙钛矿材料的宽幅带隙调控及叠层电池 带隙匹配设计;适于钙钛矿/钙钛矿叠层电池的耗隧穿结设计 和界面能级调控;叠层电池器件衰减机制及稳定性提升策略; 大面积叠层电池组件制备技术及关键设备研制等。 

考核指标:获得带隙宽幅调控的钙钛矿材料和制备技术, 钙钛矿薄膜带隙在 1.2 至 1.8 电子伏特间可调;获得低光电 损耗隧穿结设计方案,并阐明载流子复合机制;实现钙钛矿 /钙钛矿两端叠层电池效率不小于 28.5%(面积不小于 1 平方 厘米),小尺寸叠层电池模块效率不小于 24%(面积不小于 20 平方厘米);叠层电池封装后在 1 个太阳辐照度连续光照 1000 小时情况下,电池转换效率衰退率不大于 8%;开发出 可实用化的叠层电池制备技术及关键装备,并建设叠层电池研发示范线,中试线叠层电池模块转换效率不小于 22%(面积不小于 400 平方厘米)。


1.4 柔性高效高稳定有机太阳电池及模组研究(基础前 沿)
研究内容:面向下一代柔性、可穿戴及建筑一体化光伏 技术,开展具有本征高效柔性新型有机及高分子光电转换材 料、相关机理及器件关键技术研究。具体包括:高效、高稳 定和低成本有机光伏材料和器件设计及制备;适用于半透明 和叠层器件的有效吸光范围可达红外II区的高效有机电池研制;电池开路电压损失机理及控制因素;有机电池寿命决定因素及性能衰减机理;柔性太阳电池制备关键技术及应用探索。

考核指标:刚性基板有机电池效率不小于 22%(面积不 小于 4 平方毫米);柔性有机电池效率不小于 18%(面积不 小于 16 平方毫米);在 1 个太阳辐照度连续光照 1000 小时情况下,电池转换效率衰退率不大于 10%;建立具有自主知识产权的千瓦级柔性有机电池研制线,获得新型柔性高效高稳定太阳电池模组制备技术(模组面积不小于 1 平米,效率大于 12%)。


1.5 效率 20%以上新型高效高稳定太阳电池(基础前沿) 
研究内容:面对大规模光伏发电对高效低成本太阳电池的需求,开展新概念、新原理和新结构等的基础理论及关键技术研究(“十二五”和“十三五”科技部科技计划中已支持的新型电池,本指南不再重复支持),具体包括:探寻突 破传统理论限制的光伏新原理;制备具有宽光谱响应、高效 吸收的新型光伏材料;研究降低光伏材料体缺陷和界面缺陷的新方法;构建高效太阳电池的新结构、新工艺及制备技术。 

考核指标:提出基于新概念、新原理、新材料的原创性电池模型,阐明其工作机理;新型高效高稳定太阳电池转换效率不小于 20%(面积不小于 0.5 平方厘米),在 1 个太阳辐照度连续光照 1000 小时情况下,电池转换效率衰退率不大于 5%。组件效率不小于 18%(面积不小于 400 平方厘米)。 


1.6 新型高效高稳定太阳电池(青年科学家) 
研究内容:突破已有太阳电池技术路线,提出具有原始创新的光伏新原理和新结构;制备具有高效光吸收、光电转换和载流子输运的新型光伏材料(“十二五”和“十三五” 科技部科技计划中已支持的新型电池,本指南不再重复支持; 
且与项目 1.5 技术路线不同)。 
考核指标:提出基于新原理的原创性电池模型,新型高效高稳定太阳电池转换效率不小于 18%(面积不小于 0.5 平方厘米),在 1 个太阳辐照度连续光照 500 小时情况下,电池转换效率衰退率不大于 10%。1.7 近海漂浮式光伏发电关键技术及核心部件(典型应用示范)
研究内容:突破近海漂浮式光伏系统设计集成技术及适合海洋气候环境的电气、机械核心部件技术,为沿海经济带开发利用海上光伏提供一条创新技术路径。具体包括:在“高温、高湿、高盐雾,强降水、强雷电、强台风”环境下,近海漂浮式光伏系统形式及设计方法研究,光伏组件、关键机械结构和关键电气部件的耐候性研究;近海漂浮式光伏机械结构设计方法及支架、浮体、锚固等关键机械部件;近海漂浮式光伏高效、安全的电气系统设计及变换器、控制器;强风强浪等条件下机械与电气故障预警及海上工况下智慧运维技术;近海漂浮式光伏发电技术验证平台设计集成技术。 
考核指标:完成近海水域总容量兆瓦级的漂浮式光伏发电技术验证平台,额定工况系统能效不低于 83%,考核运行时间不小于 1000 小时;正常运行适用海况:浪高不大于 2.5 米,流速不大于 1 米每秒,水深不大于 25 米;锚固系统极限抗风浪能力(设计值):浪高不大于 5 米,风速不大于 30 米每秒(约 12 级台风);电气系统额定功率不小于 1 兆瓦, 光伏阵列到并网点电力汇集系统效率不低于 93%。 1.8 大功率高效率光伏变换新技术基础研究(青年科学家)研究内容:面向光伏变换器高效率、高功率密度、多功 能的发展趋势,探索大功率高电压光伏直流变换器新拓扑理 论和新设计方法,研究大功率高效率光伏逆变器新拓扑理论和高效率控制新方法,开展电工新材料、人工智能、增材制造、新散热技术在光伏变换器中的应用基础研究。 
考核指标:形成新型光伏直流变换器设计理论、模型与方法并研制样机,隔离耐压不低于 35 千伏;形成大功率、 高效率新型光伏逆变器拓扑理论并研制样机;结合典型应用场景进行新技术的功能和性能试验验证;明确发明专利等知 识产权数量。 


1.9 光伏器件与组件特性仿真的基础研究(基础前沿) 
研究内容:针对光伏产品开发对快速低成本评估手段的需求,开展光伏器件及组件建模、可靠性仿真等研究,并提供先进的设计平台。具体包括:光伏器件及组件性能与光学、电学、热学和力学之间的内在规律及物理机制研究及多物理场建模;光伏组件长期可靠性机理、室内可靠性评估与户外大数据关联关系、组件可靠性评估测试方法研究;基于人工 智能、机器学习等智能算法的光伏器件和组件性能数据库关 联系统;多类型通用的太阳电池及组件精细化设计方法,光 伏材料、器件及组件仿真与设计平台。 

考核指标:阐明光伏组件长期可靠性物理机制;提出器件与组件可靠性评估测试方法;建立包含 10 种以上太阳电 池和组件性能关联数据库;研制光伏材料、器件及组件仿真 与设计平台,软件仿真结果均方根误差不大于 10%;开发具有自主知识产权的仿真软件,并获得软件著作权不少于 5 项。 


1.10 建筑光伏系统仿真与设计软件(共性关键技术) 
研究内容:针对光伏系统与建筑电气、载荷、保温、美 观等一体化集成设计要求,开展建筑光伏系统精细化仿真与设计软件研制。具体包括:建筑光伏系统对建筑功能、安全、效益影响的综合量化评价方法,建筑光伏系统典型设计方案; 考虑建筑环境太阳辐照分布、电气、载荷、环境温度等多物理场的建筑光伏建模技术;建筑光伏系统多物理场耦合仿真、长时间序列模拟及与高性能计算联合仿真技术;建筑光伏系统精细化设计方法、虚拟现实辅助设计技术;支持多用户并发访问的建筑光伏系统云边协同设计软件技术。 
考核指标:建筑光伏系统综合评价量化指标至少包括经 济性、安全性、建筑节能性、屋面利用率、日照遮挡;建筑光伏系统机械载荷和发电功率预测值与原型系统测试值的误差不大于 5%,与 PVsyst 等国外同类仿真设计软件的计算 

结果偏差不大于 5%;建筑光伏系统仿真模块支持仿真时长 不小于 25 年,长时间序列模拟时间颗粒度不大于 1 小时。 建筑光伏系统设计软件可设计的最大系统规模不小于 100 兆瓦,最大并发访问数不小于 2000,覆盖嵌入式、壁挂式、瓦片式、遮阳式等技术路线;在至少 3 家光伏企业进行示范应用,设计千瓦级、兆瓦级、10 兆瓦级等不同规模等级的建筑光伏系统不少于 3 个;获得软件著作权不少于 5 项。 


2. 风能 
2.1 风电机组用滑动轴承关键技术及应用(共性关键技术)
研究内容:针对采用滚动轴承风电机组传动系统的功率密度低、成本高、轴承故障失效率高且过度依赖进口等问题和瓶颈,探索具有高紧凑性、低成本、高可靠性的国产化大型风电机组用滑动轴承关键核心技术。具体包括:风电机组 
用滑动轴承高效高可靠构型设计技术;滑动轴承轴瓦材料制备及瓦面修型技术;滑动轴承低速启动宽载荷润滑设计技术;滑动轴承风电应用动态设计与优化技术;试验方法与综合性能评价技术。 

考核指标:掌握风电机组用滑动轴承构型、材料、润滑与试验技术,研制低速重载风电机组用滑动轴承,在大功率风电机组主轴或增速箱中进行应用验证。在额定功率不小于5 兆瓦风电机组主轴中应用的滑动轴承比压不小于 15 兆帕, 轴瓦材料摩擦系数不大于 0.15,轴承启停次数不小于 4 万次, 主轴(含主轴承)重量减少 10%以上;在额定功率不小于 5兆瓦风电机组增速箱中应用的滑动轴承比压不小于 10 兆帕,摩擦系数不大于 0.02,增速箱扭矩密度提高 20%以上,传动效率不小于 97%,设计寿命不小于 20 年(陆上)或 25 年(海上)。


2.2 风电机组整机仿真设计软件技术(共性关键技术) 
研究内容:研制自主可控的风电机组整机仿真设计软件。 
具体包括:适用风电机组整机动力学仿真的各种复杂风况、海况、地质以及地震等工况模型;风电机组整机气动-结构- 电气-控制等子系统非线性耦合仿真技术;满足漂浮式机组需求的风-浪-流联合作用下的风电机组整机刚柔耦合动力学仿真技术;风电机组整机动力学仿真模型快速求解算法;研制 风电机组整机仿真设计软件并测试验证。 
考核指标:开发具有自主知识产权的风电机组整机仿真设计软件;风电机组整机集成仿真设计模型考虑风-浪-流、地震及地质条件等外部复杂环境,覆盖叶片、传动链、发电机、塔架、基础及控制系统,符合 IEC、DNVGL 等标准规 

范所涉及的所有标准工况,通过第三方机构认证;整机关键 部件动态载荷和发电功率预测值与原型测试值误差不大于10%,与 Bladed 和 HAWC2 等国外同类仿真设计软件的计算结果偏差不大于 5%;在至少 3 家风电企业进行示范应用, 覆盖直驱、双馈、半直驱的技术路线,设计不同功率等级机型数量不小于 6 个,其中海上机型数量不小于 3 个。 


2.3 10 兆瓦级深远海漂浮式风电机组关键技术与装备 (共性关键技术) 
研究内容:面向深远海风资源开发应用场景,突破海上 漂浮式风电系统及其部件关键技术。具体包括:漂浮式基础设计技术,系泊及锚固系统、动态电缆设计技术;漂浮式风机-塔架-基础-系泊-锚固-控制系统的一体化建模与仿真计算 技术;适应漂浮式风电系统大幅度摇摆和多自由度运动的动静态载荷平衡及智能监测与整机稳定性控制技术;风洞和水池模型试验与整机工况一致性技术;深远海漂浮式风电机组研制,运输安装及测试验证技术。 
考核指标:形成适应我国水深不小于 50 米条件 10 兆瓦级漂浮式风电机组设计制造与安装试验全套技术;研制额定功率不小于 10 兆瓦的海上漂浮式风电机组,设计寿命不小于 25 年,漂浮式基础重量不大于 500 吨每兆瓦,抗风能力 

满足 IEC I 类,抗浪能力不小于 10 米有义波高;发电工况时漂浮式基础最大倾斜角不大于 5 度、最大加速度不大于 0.3 倍重力加速度,极端工况时最大倾斜角不大于 10 度;风洞和水池模型试验工况对整机工况复现准确度不小于 95%;完成机组试验研究,并进行应用示范。 


2.4 15 兆瓦级海上风电机组关键技术与装备(共性关键技术)
研究内容:面向深远海环境及风资源特性,突破大功率海上风电机组及关键部件核心技术。具体包括:高雷诺数风电叶片翼型气动设计及失速与颤振风险规避技术,超长柔性叶片气动-结构及整机载荷一体化设计技术,超长叶片先进制 造及运输安装技术;高功率密度发电机与变流器设计及控制技术;大功率海上风电机组整机-支撑结构一体化设计技术;超大风轮气动效率、载荷优化及超低频稳定性控制技术;大功率海上风电机组样机研制及测试技术。 
考核指标:形成 15 兆瓦级海上风电机组整机及关键部件设计制造与安装试验技术,研制额定功率不小于 15 兆瓦的大功率海上风电机组,风轮直径不小于 240 米,设计寿命不小于 25 年;叶片最大风能利用系数 Cp 不小于 0.48,整机能量综合利用效率不小于 46%,单支叶片重量不大于 4 吨每 
兆瓦,机舱(含发电机)重量不大于 35 吨每兆瓦,轮毂系统(不含叶片)重量不大于 11 吨每兆瓦;低速发电机转矩 密度不低于 70 千牛米每吨或中速发电机转矩密度不低于 10 千牛米每吨;变流器功率密度不低于 1.4 兆瓦每吨;整机平均故障间隔时间(MTBF)不小于 3800 小时;完成机组试验 

研究,并进行应用示范。 


2.5 20 兆瓦级海上新型风力发电实现机理及关键技术(基础前沿) 
研究内容:面向海上尤其是深远海等应用场景,针对常规水平轴风电机组单机容量增大带来的尺寸重量大、重心高及制造、安装难度加大等问题,探索研究新型高效率、低成本海上风力发电实现机理及关键技术,提出未来大功率新型 

海上风电机组解决方案。具体包括:新型海上风电机组高效气动与传动机理及新型结构形式;新型海上风电机组整机及其风轮、传动链、支撑结构等关键部件设计技术;适合新型海上风电机组载荷、疲劳、控制特性分析的一体化数字建模、半实物仿真技术,先进控制与高效电能变换技术;新型海上风电机组集成试制、状态监测与试验测试技术。

考核指标:提出具有自主知识产权的 20 兆瓦级海上新型风力发电技术路线,具有高效率、单位功率重量轻、重心低、低成本等潜力,最大风能利用系数 Cp 不小于 0.52,整机能量综合利用效率不小于 46%,风轮与机舱总重量不大于 45 吨每兆瓦,设计寿命不小于 25 年,完成总体设计方案; 

建立适合新型海上风电机组原理与特性分析的数字仿真模 型及运行控制半实物仿真平台;研制额定功率不小于 2 兆瓦 的新型海上风电机组样机,并进行应用验证。

 

2.6 风电机组主控系统关键技术及应用(共性关键技术) 
研究内容:研制自主可控风电机组主控系统,并进行应用示范。具体包括:开发基于国产处理器的主控硬件、主控 软件系统及编译环境、自主可控的主控网络安全防护系统、 自主可控的主控数据存储系统;开发风电安全及运行控制参 数函数库;研究主控系统评价方法及标准;研制出主控系统 样机,并进行应用验证。 

考核指标:研制出主控系统样机,PLC 硬件国产化率 100%,其余硬件国产化率不低于 95%,编译环境支持 IEC 61131-3 标准和 NB/T 31043 标准的工业语言;在-40 摄氏度 ~70 摄氏度的环境下稳定运行,可利用率不低于 99%,通过 EMC 测试;样机在 5 兆瓦以上风电机组上并网示范运行,并 通过 240 小时运行验证;形成国产风电主控系统的设计规范 与评价标准。 


2.7 新型高效风力发电设计基础前沿(青年科学家) 
研究内容:围绕高效风能捕获、低损耗传动、高效发电 与友好并网等问题开展研究,突破具有原始创新的新型高效 风能捕获及转换理论、新型风力发电低损耗传动原理、全过程能量传递协同作用机制、宽频域机-网柔性协调控制策略、 风-机-电-网多时间尺度耦合系统仿真与一体化设计等。 

考核指标:形成新型高效风力发电装备的创新设计、理论方法和支持工具;开发具有自主知识产权的新型高效风力发电装备原理样机,完成样机的功能和性能试验验证,并通过第三方机构评估;明确发明专利等知识产权数量。 


3. 生物质燃料 
3.1 木质纤维素制备特种航空燃料联产乙醇关键技术 (共性关键技术) 
研究内容:基于液体燃料领域碳减排的需求,为实现木质纤维素生物质高值化规模化利用,开展生物质制备高性能特种航空燃料联产乙醇的关键技术研究。具体包括:生物质组分分离与半纤维素转化制备平台化合物;基于平台化合物的 
高密度低冰点航空燃料组分制备技术;木质素转化制备高热沉组分关键技术;纤维素水相催化制备乙醇关键技术;生物质制备特种航空燃料联产乙醇关键技术的系统集成与放大验证。

考核指标: 生物质原料中半纤维素组分碳利用率不小于80%,木质素组分碳利用率不小于 30%;纤维素制备乙醇的碳利用率达到 70%,每生产 1 吨特种航空燃料联产 2.4 吨乙醇,消耗秸秆原料(绝干)不超过 10 吨,系统能耗不超过 2 吨标准煤;非贵金属加氢脱氧催化剂寿命不低于 4000 小时; 航空燃料产品密度不小于 0.93 克/毫升,热值不小于 39.0 兆焦耳/升,冰点不高于零下 73 摄氏度;建立千吨级中试验证系统并实现连续稳定运行。 


3.2 多元生物质醇类原料定向解聚增效预处理技术(共性关键技术) 
研究内容:突破能源林草类多元生物质原料收储运模式 落后、拆解分离难、预处理成本高等能源化技术瓶颈,形成可持续保障生物质醇类燃料规模化生产的多元林草原料高效低碳预处理技术体系。具体包括:多元林草原料智能收储 运模式技术;多元林草原料抗降解屏障解除及差异化拆解分离策略;多元林草原料高效低碳可控预处理技术及装备;多元林草原料解离半纤维素和木质素增值转化技术;多元林草原料预处理过程集成优化与智能控制技术。 

考核指标:形成适配醇类燃料的林草原料智能收储运模式(规程)及预测模型 1 套,收储运成本低于 120 元每吨原料;明确 2 种模式林草(各 1 种)原料高效低毒预处理机制; 优先分离组分(半纤维素优先或木质素优先策略)去除率 90%,能耗低于 2.5×106千焦每吨原料;拆解副产物增值利用效益抵消预处理成本 40%以上,木质素制备功能材料过程碳 利用率大于 60%;完成预处理技术与装备工艺集成验证,以 纤维素乙醇为导向,预处理成本占总成本低于 30%。 


4. 交叉与基础前沿 
4.1 大规模太阳能风能系统与青藏高原生态环境协同发展技术(共性关键技术) 
研究内容:面向青藏高原大规模太阳能风能发展需求,突破与青藏高原戈壁沙漠区生态环境协同发展的太阳能风能系统设计、集成和运维关键技术。具体包括:光伏、光热及风能发电系统与青藏高原生态环境分区的匹配研究、在 “高辐射、高温变、高风侵”条件下关键材料的生态环境风险量化评估方法;青藏高原戈壁沙漠区的光伏风能系统与生态环境协同设计集成方法,水资源循环再利用技术和防风固沙技术;光伏风能系统与生态环境协同运维技术,包括清洗、 
植被恢复和土壤改良技术;光伏风能系统地表、地上、地下生态环境要素监测技术;青藏高原戈壁沙漠区光伏风能系统与生态环境协同发展技术验证性平台设计集成技术。 
考核指标:形成针对青藏高原典型生态环境分区的太阳能风能发电系统规划布局方案、水资源再利用和防风固沙系统集成设计方案,开发至少包括 3 种可再生能源类型的多要素耦合环境影响评价模型;光伏风能生态协同运维系统,实 

现土壤含水率提升 10%,土壤有机质含量提升 20%;光伏风能系统生态环境要素监测系统,监测因子(地表、地上、地下)不少于 8 个,监测布点数不少于 50 个,可覆盖 50 万千瓦以上的光伏风能系统;在青藏高原戈壁沙漠区建立 50 万千瓦以上的技术验证性平台,与平台以外区域相比,植被覆盖率提升 10%,形成适用于青藏高原戈壁沙漠区光伏风能系 统的生态协同工程技术导则。 


4.2 紧凑型可再生能源电热氢联产系统模块关键技术(共性关键技术) 
研究内容:为填补我国分布式可再生能源电热氢联产技 术空白,重点研发紧凑型可再生能源电热氢联产系统模块设 计、控制、安全防护技术及关键设备。具体包括:分布式可 再生能源发电、产热、水电解制氢联产系统集成设计方法, 机械、电气等核心模块高集程度工艺设计方法;适合可再生 能源供电、储电、制氢的高功率密度多端口电力电子变换器 技术;以氢安全为核心的电热氢联产系统安全预警与快速保 护技术;高效率高可靠的电、热、氢能量管理技术;紧凑型 可再生能源电热氢联产系统模块研制。 

考核指标:提出高体积能量密度、高质量能量密度的可 再生能源电热氢联产系统设计方法;可再生能源供电/储电/ 制氢多端口变换器功率密度不小于 2 瓦/立方厘米,单端口最 大转换效率不小于 97%;氢安全保护装置快速联动响应时间 不大于 100 毫秒;紧凑型可再生能源电热氢联产系统模块可 接入可再生能源容量不小于 1 兆瓦,制氢能力不小于 100 立 方米(标准大气压)/小时,水电解制氢装置单位制氢电耗不 大于 4.5 千瓦时/立方米(标准大气压),燃料电池发电单位 耗氢量不大于 0.7 立方米(标准大气压)/千瓦时。 


4.3 风电和光伏发电系统稳定控制与灵活性提升机理与方法(基础前沿)

研究内容:面向构建以新能源为主体的新型电力系统需求,深入挖掘新能源发电侧动态调节能力,突破风电和光伏 发电系统稳定控制和灵活性提升理论及方法。

具体包括:研 究风电和光伏发电系统灵活性主要影响因素及变化规律,灵活性提升的新型电路拓扑结构及控制结构设计方法;风电和 光伏发电单元故障短路电流计算及扰动在多机间传播规律分析,不同电网故障下发电系统故障暂态可控边界分析及协同控制方法;风电和光伏发电系统多模式小扰动失稳机理与分析方法,源网阻抗智能感知的风电和光伏发电系统主动阻尼方法;风电和光伏发电系统有功和无功灵活调节资源评估及挖掘,频率快速响应及电压主动支撑协同优化方法;基于控制器硬件在环实时仿真的风/光机组和场站稳定控制与灵 活性校验与参数整定方法。 

考核指标:提出风电和光伏发电系统稳定控制与灵活性提升的理论方法,为大规模风电和光伏发电系统安全稳定并网发电奠定理论研究基础。提出至少 2 种灵活性提升新型电路拓扑;风电和光伏发电系统故障后稳态电流计算误差不大 
于 2%;提出源网阻抗智能感知方案,适应系统短路比 SCR 不大于 1.1;快速频率响应时间不大于 100 毫秒,快速无功 响应时间不大于 20 毫秒;1 套全场景风电和光伏协同运行验 证半物理系统,实时仿真步长不大于 50 微秒。

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