4.3.2.智能化变电站关键技术
新型互感器相关技术与规范。研究电子式互感器校验技术、规范和装置；研究对电子式互感器离、在线检验技术与装置；研究电子式互感器的通讯规约以及信息共享的问题；研究电子式互感器频率特性检测技术及装置；研究与电子式互感器相关的计量模式；研究电子式互感器选型、可靠性评估方法以及电磁兼容问题；研究传统互感器的数字化、智能化的实用化改造技术与规范。
智能化变电站保护与自动装置技术。研究智能化变电站中站内及站间数据同步技术；研究智能化变电站研究制定规范化标准化的GOOSE连线表（图）、二次逻辑关系表；研究智能化变电站保护“虚端子”、“虚回路”规范及模型一致性检测方法。研究智能化变电站保护和自动装置技术跨间隔一体化的结构模式；研究站内信息共享后的站域保护技术；研究综合利用变电站全站信息的安全自动装置与继电保护协调互动技术。
智能开关相关技术与规范。基于在智能化变电站平台，研究开关设备数字化测控技术。使其具有自我检测功能的选相操作技术以及相关的智能化附件研究。
变电站智能组件配置及标准化。包括测量、控制、保护、计量、检测等单元，实现一体化设计；研究不同组件应用对数据采集精度、频率、故障暂态分量的不同响应要求。
智能变电站技术管理规范和运行维护技术。研究智能变电站技术与管理规范。研究数字化、智能化设备的维护技术和测试标准、相应的规范和操作流程。
智能变电站通讯及信息采集整合技术。研究基于IEC61850通讯规约和IEC1588对时协议为基础的数据共享技术与相关设备；研究将电量测量、相量测量、故障录波、故障测距、保护剂控制等以及在此基础上的信息采集与整合技术以及相关的设备。
4.3.3.输变电设备智能监测与诊断技术
输变电设备在线监测和智能化诊断技术。研究大容量、高电压的重要输变电设备如变压器、互感器等电容型设备、高压开关、GIS、高压电缆等的绝缘诊断及在线监测技术和诊断技术，研制出实用的输变电设备在线监测系统和管理系统，逐步建立各种主要设备在线监测和诊断的缺陷判断标准。
输变电设备状态监测标准化体系。建立状态监测装置的性能校验、接入安全、通信方式和应用技术规范的标准体系。统一规范各类设备的主要状态参量和监测项目，研究各种监测项目的检定方法和诊断流程，确定监测装置的准入条件。
基于风险的设备状态评估方法。研究基于风险的输变电设备状态评估方法，制定以可靠性为中心的检修策略。研究设备状态、参数的预测和趋势分析方法，研究设备剩余寿命估算方法，建立设备的全寿命周期管理体系。
输变电设备综合监测及远程诊断关键技术。研究输变电设备运行状态监测以及运行环境监测网络的拓扑结构、通信规范、数据传输与数据存储等关键技术。研究故障诊断理论、人工智能技术、风险分析方法等在远程诊断中的应用。研究输变电设备运行信息、环境信息和状态信息的综合方法和动态预警策略。
4.3.4.大规模新能源接入智能电网关键技术
考虑大规模可再生能源接入条件下的电力系统规划方法。研究可再生能源发电的可信度问题，分析单位可再生能源装机比例所对应的备用容量的技术经济性；从全网和区域电网角度，建立电网对风电等间歇性可再生能源接纳能力的分析评估方法体系；研究大规模可再生能源接入对电网的影响以及提高可再生能源渗透率的技术措施；研究电网输送可再生能源电力的充裕度问题以及可再生能源接入条件下电网优化规划方法。
可应用于大电网分析和控制的大规模新能源的集群等效模型。研究各时间尺度下风电场群以及其它大规模新能源集聚后的等效模型，分析其功率的集群动态特性；研究大规模间歇性功率波动可能导致的电网运行负担和安全风险，为风电基地以及其它大规模新能源基地的运行规划与调控等提供理论支持。
可再生能源的功率预测技术。建立适应区域可再生能源特点的数值气象预报模型；研究时序预测法、物理模型法、统计学习法等先进的功率预测技术和实用化预测算法，并大量建立观测点进行实测数据搜集与比对研究；以风电、光伏发电为主开展示范系统研究，设计风电功率预测示范系统。
新能源的厂级控制系统及“电网友好型”新能源发电技术。建立具有良好控制特性的电网“友好型”新能源电厂模型；研究新能源电厂对系统调频/调峰等有功调节需求的主动响应技术；研究新能源电厂的电压/无功调节特性，在SCADA/EMS基础上实现闭环控制；研究新能源电厂控制系统与全电网的AGC、AVC控制体系的协调技术；以风电为例开展示范控制系统研究。
新能源与常规能源电厂协调控制的优化运行技术。基于新能源发电的功率预测系统，建立新能源与常规能源机组的联合优化调控平台；深入分析新能源对系统调峰、备用容量的影响，研究新能源与常规能源机组联合调度的优化运行方式。
新能源接入条件下的保护技术。研究新能源动态接入、电源或负载角色动态切换特性下的智能保护和控制技术；研究继电保护动作特性与新能源接入逆变器控制特性相协调的自适应继电保护技术。
4.3.5.大型抽水蓄能电站控制关键技术
抽水蓄能电站的建模。研究抽水蓄能电站的励磁系统、调速系统及发电机等主要动态环节的模型与参数问题，并通过现场实测数据进行比对分析。
抽水蓄能电站与电网运行控制的协调。研究抽水蓄能电站参与电网AGC和AVC的协调控制技术。
大型抽水蓄能电站与可再生能源发电间的智能协调控制。研究大型抽水蓄能电站与风力发电、太阳能发电等具有间歇性可再生能源发电的互联运行方案、计算模型及经济评价模型、在调峰/调频/调相等方面的控制策略、对大电网运行的影响、运行状态的在线监测系统等问题。
抽水蓄能电站在电网中的合理比重。研究抽水蓄能电站在电网中的合理比重、效益评价，为合理规划大型抽水蓄能电站发展提供重要依据。
4.4.智能配用电网关键技术领域
在智能配用电网关键技术领域，开展如下表所示的重点技术方向的研究工作，最大程度满足科技发展五大关键需求。
4.4.1.智能配电网规划关键技术
可靠性和经济性协调的配网精细化规划。研究配电系统可靠性水平与经济效益之间的合理关系，在给定的预期投资条件下获得系统最佳可靠性水平的规划方案。研究配电系统可靠性评估、负荷缺电和停电损失的估计、负荷特性分析、典型重大电力系统事故调查分析、可靠性投资与可靠性效益分析等可靠性定量分析方法。应用上述分析方法，分别对民生负荷、城市中心区、城网、工业区、农网等确定合理供电方案和最佳模式，依此调整配电网规划原则、制定规划管理工作标准。
含分布式发电的微网规划。对南方电网配电网分布式电源接纳能力进行定量评估，制定南方电网分布式电源接入电网标准。提出分布式电源和微电网综合效益评价模型，量化评价微电网在节能、降耗、减少排放、提高电能质量、提高供电可靠性等方面的综合效益。研究分布式电源对配网可靠性的影响，建立分布式电源和微电网供电可靠性定量评估方法和评估体系。研究有助于微网接入的配电系统结构设计方法以及新型配电系统优化规划理论和方法，制定含微网新型配电系统优化规划原则。
中压配电网电压等级优化配置和规划。研究配电网采用20kV电压等级对提高配电网的输送能力、改善配网电压质量、降低电能损耗、减小短路电流、减少中压配电线路占用的线路通道的效益，提出不同电压等级供电模式综合效益评价模型。针对10kV供电能力有限、线路通道难落实等问题，在电网负荷密度较高的大城市中心区、工业密集区合理选择和规划10kV、20kV、35kV配电电压等级。通过可靠性和经济性协调规划，确定不同电压等级配网规划的标准和合理模式。
4.4.2.智能配电网自动化关键技术
配网自动化系统通用信息模型与标准接口技术。结合IEC61850，IEC61968和IEC61970的相关标准，研究配网自动化系统通用信息模型（CIM）与标准接口技术，实现配电网数据的有效、完整、正确、统一。建立面向实时及非实时数据的统一数据采集系统，实现配电网运行数据的统一采集和统一管理。建立基于GIS系统的配电网图形、属性、电气拓扑的统一录入系统，实现各系统的配网图形、模型的统一管理和共享。
配电网智能装备及保护技术。研究和开发适应于智能配电网的智能化监控设备及一体化智能开关控制装备；研究能针对不同系统拓扑、不同系统运行方式、不同故障状态下，快速、可靠、灵敏地检测出故障，有选择性地切除，并快速网络供电重构，实现配网自愈的智能配电网保护和控制装置；研究不同中性点接地方式下的线路保护、故障选线和测距技术，实现对配网线路的100%快速保护；研究配电变电站内继电保护状态检修和在线功能重构技术，实现站内保护技术的智能化。
配电网快速仿真与实时优化技术。研究支持含静止无功发生装置（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）、有源滤波器（APF）、动态电压恢复器（DVR）、故障电流限制器等的配电网实时仿真和计算模型；研究配电网在量测信息不完整条件下的三相状态估计技术，实现配电网的实时可观性；研究配电网的主站/馈线终端的分布式无功电压优化控制技术以及系统网络实时网损计算和灵敏度分析软件。
配电网智能预警与分布式自愈控制技术。研究智能配电网风险评估及供电安全预警模型及其指标体系；研究城市电网在线风险水平及预警等级评估算法、薄弱环节自动识别和降低风险策略的方法；基于D-FSM、网络重构、无功电压控制等，研究配电网智能故障快速处理和自愈技术；研究采用Multi-Agent技术，实现配电网的分布式故障隔离和恢复控制，研究分布式智能代理装置的核心算法、智能代理装置间协作模式、配电主站系统与智能代理装置之间的协调控制。
