4.6.前瞻性技术领域
4.6.1.大型互联电网前瞻性技术
低碳电力关键技术的初步探索。分析电力系统各环节，尤其是电网在低碳经济中的特点、内涵、作用与定位；研究反映电力行业低碳化特性的效益评估体系、框架、模型与方法；研究低碳背景下电网企业的应对策略，包括规划、运行、投资、管理、市场、风险规避等；研究碳捕集技术等实现低碳电力的关键性问题。
智能电网背景下的输配电系统快速建模和仿真技术。研究基于测量不确定度理论的新型配电网状态估计理论和方法；研究准确的配网短期与超短期母线负荷预测方法；研究不同事件尺度下的智能电网设备模型，包括分布式电源模型、电力电子设备模型和负荷模型等；研究智能电网的网络建模问题以适应不同接入方式的分布式电源；研究适应性好、收敛快的智能电网动态仿真算法。研究智能电网的快速网络重构方法以及在不同运行方式切换后，整个保护系统保护定值快速整定新方法。
特高压环境下的交直流互联电网综合稳定控制。根据规划的特高压目标网架方案，进行电网安全稳定分析及对策；提出新的电压水平下系统安全稳定控制原则和需采取的稳定控制措施；针对特高压交流输电系统初期存在的电磁环网运行方式，研究提出合理的运行方案及控制措施；研究特高压环境下交直流系统的协调控制技术；研究新的电压水平下无功平衡及无功控制问题，提出无功补偿方案和配置原则。
大型互联电网连锁故障传播机理及阻断措施。研究大型互联电网连锁故障的动态分析与概率模型；研究连锁故障的发生与传播机理及其阻断技术；研究开发系统离线连锁故障分析与事故预演回放平台。
4.6.2.输变电前瞻性技术
前瞻性输电技术。研究±1000kV特高压直流输电技术的可行性和实现方案；
研究基于全电压下运行的高压直流断路器的直流多点落地技术的可行性和实现方案；研究半波长输电技术的原理、技术经济特性和实现方案；研究多相输电技术经济特性和实现方案；研究分频输电技术经济特性和实现方案。
直流气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）技术。研究直流GIL技术及应用、研究直流GIL绝缘特性、结构设计、空间电荷对绝缘的影响及应对措施。
智能传感器技术。研究符合智能电网需求的各种智能传感器技术及专家系统体系。研究具有多功能的智能互感器技术、应用、规范及影响。
电工新材料及其应用。研究绝缘性能优异的电缆绝缘材料、纳米改型的复合绝缘子、复合光纤绝缘子及其应用技术；研究耐热铝合金导线、钢芯软铝绞线、大截面导线、扩径导线、复合材料芯导线、光纤复合导线的应用技术；研究高强度钢材、钢管、复合材料在输电杆塔中的应用技术；研究大容量、高梯度、低残压的氧化锌压敏材料及其在避雷器中的应用技术；研究六氟化硫的替代技术。
4.6.3.配电与供用电前瞻性技术
智能变压器（IUT）关键技术。研究智能变压器的电力电子电路拓扑结构的设计；智能变压器的控制策略与方法；智能变压器的通信方式以及通信协议；智能变压器的应用方案。
超导储能技术在配电系统应用。研究超导储能装置并联运行控制技术；研究超导储能技术在改善电能质量、电网稳定控制、提高可靠性方面的性能；研究超导储能装置与系统之间的相互作用关系；研究超导储能装置在配电系统中的特性；研究超导储能装置在配电系统中的最佳运行方式。
固态断路器在配电系统应用。研究提高固态断路器的工作电压和电流等技术参数的技术；研究固态断路器的辅助保护设备；研究固态断路器的可靠性、过电压和过电流能力；研究固态断路器的运行损耗和散热问题。
物联网技术在电网中的应用研究。研究引入物联网技术后对电网运行和管理的影响及其战略规划研究。
5.重点科技项目
在各关键科研领域的重点技术研究，将围绕“保安全，优电网，添绿色，强基础，重和谐”五大关键需求，以重点科技项目为依托，实现科技创新与电网生产实践的紧密结合。具体在如下七个主要方面开展重点科技项目的实施。
5.1.大型交直流并联电网综合安全运行
5.1.1.机网协调运行控制技术研究
(一)研究目的针对南方电网多形式能源接入和大容量长距离交直流混合输电的特点，研究适合南方电网网架特点的机网协调运行控制技术，有效提高电网的安全稳定运行水平。
(二)主要内容
研究适合南网电网发电机一/二次调频性能的评估方法和计算指标、主要影响因素及分配原则。
研究基于机网协调的发电机控制/保护系统与电网运行的配合，包括：失磁保护和低励限制的配合、发电机低周保护与低频自动减负荷方案的配合、发电机超速保护、定子过电流保护、过励保护等的合理设置等。研究包括AGC、AVC、CCS、DCS等发电厂站控系统对电网安全运行的影响和对策。
研究风电、太阳能、小水电等大规模分散发电系统接入后的机网协调问题。研究对具有间歇性、随机性的新能源发电的准确预测方法；研究大容量新能源接入对电网安全运行的影响和对策；研究小水电接入引起电力系统低频振荡的机理与对策。
(三)预期成效
1)提出科学、合理的发电机一次调频性能的评估方法和计算指标，加强对一次调频的管理和考核，提高系统频率稳定性和频率质量。
2)提出发电机特殊保护之间，以及与系统自动装置之间的配合原则和整定方法，提高全系统的安全稳定水平。
3)探索发电厂站控系统对电网安全运行可能产生的各种影响，并提出对策。
4)提出与大规模风电、太阳能、小水电相适应的电网规划方法和调度运行方法，确保电网的频率稳定和系统安全。
5.1.2.次同步谐振/振荡及低频振荡的机理与控制技术研究
(一)研究目的
针对南方电网交直流长距离混合输电的特点，通过先进技术手段，有效解决“西电东送”这一重大战略背景下，大容量输电的小干扰稳定问题，包括次同步振荡问题和低频振荡问题。
(二)主要内容
研究交直流长距离混合输电系统中次同步谐振/振荡的条件和确定诱发的主要原因；研究次同步谐振/次同步振荡监测技术；研究次同步谐振/次同步振荡抑制方法，包括发电机附加励磁阻尼控制（SEDC），HVDC次同步振荡阻尼控制（SSDC），基于TCSC、STATCOM等电力电子设备的次同步振荡阻尼控制等；研究次同步谐振/次同步振荡抑制控制的实时仿真技术与系统验证技术。
研究南方电网低频振荡、超低频振荡和功率颤动的典型特征及其发生机理；分析电网结构、运行方式、励磁系统、调速器、热/水力系统对互联电网低频振荡的影响和相应对策；研究基于WAMS的电力系统广域阻尼控制与自适应PSS等抑制大型互联电网低频振荡的措施和装置；研究低频振荡的在线模式识别、扰动源定位和控制措施，以及低频振荡在线控制的决策支持技术；研究广域PSS的输入信号选择、控制器结构及安装选点问题；研究广域PSS的系统架构、软硬件实现问题，发电机励磁控制的接口技术，并进行工程试点。
(三)预期成效
1)揭示交直流混合输电系统中次同步谐振/振荡现象的产生机理及主要影响因素，建立大型发电机组轴系的扭振特性评估方法，建立次同步谐振/振荡的实时监测系统。
2)提出利用励磁、HVDC、FACTS抑制次同步谐振/振荡的阻尼控制方法。
3)揭示南方电网产生大型互联电网低频振荡的主要因素、机理，及其敏感参数。
4)研制抑制大型互联电网功率振荡的广域阻尼控制器及控制决策支持系统。
5.1.3.基于WAMS的电力系统辨识与稳定监测技术研究
(一)研究目的
利用WAMS等先进量测技术和现代信号处理与辨识技术，构建高效和高精度的在线建模与参数识别体系，对系统稳态与动态特性在线监测，显著提高南方电网对大规模复杂电力系统的观测把握能力。
(二)主要内容
利用现代辨识技术和时间序列分析方法，研究在线辨识主导振荡模式（频率、阻尼）和模态（相位、幅值）信息的方法，包括核心辨识理论和方法、针对异常和丢失数据的预处理、模型定阶、模型校验等。
基于灵敏度方法研究影响电力系统模型中影响稳定性分析结果的关键参数；研究一定辨识条件下的主导参数的准确性问题；研究大量参数的实时辨识的高效算法；研究负荷、发电机等模型参数的实时校核和修正算法。
基于主导振荡模式和模态的辨识结果，利用模式识别技术自动分类得到不同的振荡性质和系统的动态稳定水平，进一步考虑与当前潮流水平的对应关系，研究弱阻尼情况下的发电机出力及主要联络线功率调整算法。
研究基于主导动态参数辨识方法的暂态电压稳定的在线监测技术。参数辨识中需具体考虑动态负荷特性、不同电压水平的聚合方法和影响等。基于辨识参数，充分考虑电动机负荷对暂态电压稳定性的作用，设计反映重要节点及区域的暂态电压稳定监测指标及裕度指标，要求具有一定的预警能力。
(三)预期成效
1)提出利用电网稳态运行时由负荷随机波动等造成的类噪声测量信号辨识得到主要振荡的模式与模态信息的方法。
2)给出电力系统模型中影响稳定性分析结果的关键参数的理论分析方法及在线辨识方法。
3)建立基于主导振荡模式、模态和主导参数的电力系统稳定监测系统，对系统功率振荡和暂态电压稳定进行实时监测。
