5.3.4.网省一体化的节能环保发电调度研究与技术支持系统开发
(一)研究目的为响应国家“节能减排”的号召，提高系统经济运行水平，从电网运营角度，有效降低电能损耗，减少污染物排放，建设网省一体化的节能环保发电调度技术支持系统，实现南网全网范围内的资源优化配置(二)主要内容研究以“省内排序”为核心的省（区）节能发电调度理论和关键技术。研究电网内统一规范的省区内节能发电调度规则和算法,实现考虑网损折算的综合能耗最低；研究节能发电调度子系统的技术规范；进一步研究统一省（区）电网节能发电调度效益评价方法和指标。
基于大系统协调理论，研究“省内排序”和“省间优化”的网、省两级节能发电调度协调运作机制、关键性模型与算法。研究节能发电调度省间优化的关键模型和算法以及网、省调的分工与协调关系；研究南网、省区两级调度部门的节能发电调度技术支持系统之间、不同节能发电调度子系统之间、节能发电调度技术支持系统与外部业务系统之间的信息交换规范。
研究环境保护约束下的电网调度方法，研究以SO2、CO2为主要污染物的减排调度模式；研究电力调度的环境保护效益评价方法，提出发电调度中SO2排放、CO2排放的计算模型；研究电力调度对于全社会减排的贡献率计算方法，研究电力调度的低碳化效益评价模型。
研究节能发电调度配套的补偿办法，研究节能发电调度模式下不同类型机组的生产运行与利益调整情况。研究节能减排、降低成本的潜力的分析模型和评价方法。
开发技术支持系统，依据前述研究的成果和提出的规范，开发一体化、标准化的南方电网节能发电调度技术支持系统，实现南方电网节能发电调度“省内排序”和“省间优化”的各项功能。
(三)预期成效
1)提出南方电网统一规范的节能发电调度“省内排序”和“省间优化”规则和算法。
2)建立节能发电调度的分析与评估体系，提出发电调度配套的补偿办法。
3)开发南方电网的一体化、标准化的网-省（区）两级节能发电调度技术支持系统。
5.4.先进交直流输变电技术
5.4.1.高海拔特高压输电系统关键技术研究
(一)研究目的面向南方电网西电东送的需求，针对南方电网高海拔地区特高压输电系统的问题，开展高海拔特高压输电系统关键技术研究
(二)主要内容
研究特高压交、直流各类绝缘子、套管和避雷器在不同海拔、不同污秽条件下的污闪、冰闪特性、机理与影响因素；研究高海拔、重冰区复合绝缘子的伞形优化；研究高海拔交、直流电压下复合绝缘子的憎水性和老化性能。基于污秽电流的污秽等级划分和污秽评估、预警系统研究。空间电荷对直流绝缘子闪络特性影响的研究。
研究高海拔特高压交、直流输变电设备、金具及阀厅的空气间隙放电特性；优化金具、管母和导线参数及阀厅空气净距；研究空气间隙冲击放电特性的海拔校正；研究直流预电压对空气间隙冲击特性的影响；研究高海拔特高压交、直流带电作业。
研究高海拔特高压交、直流输电线路的电晕、地面合成场、无线电干扰、可听噪声特性；考虑海拔高度、气候条件、污秽程度、导线结构参数的影响，研究预测计算方法和限值；研究导线电晕抑制措施；研究电晕和电磁环境的海拔修正方法。研究电磁环境对生态影响的研究。
研究高海拔特高压交、直流输电线路紧凑型和同塔多回的过电压、外绝缘及电磁环境关键技术。
研究高压直流及特高压直流输电工程集成技术。
(三)预期成效
1)获得高海拔、强紫外线条件下交直流输电系统外绝缘、间隙放电、电晕和电磁环境的特性、影响因素及规律。
2)获得交直流输电系统外绝缘、间隙放电、电晕和电磁环境的海拔修正方法。
3)提出不同海拔下的线路、变电站和换流站设备外绝缘的选用方案。
4)给出平原和高海拔下特高压交、直流输电线路和换流站阀厅典型空气间隙的冲击放电特性曲线。
5)提出不同海拔高度下特高压交、直流输电设备的绝缘限值。
5.4.2.±800kV特高压直流输电系统规范化研究
(一)研究目的
面向南方电网西电东送的需求，针对南方电网±800kV特高压直流输电系统设计、建设、运行中存在的问题，开展±800kV特高压直流输电系统规范化研究。
(二)主要内容
依据过电压及绝缘配合、外绝缘技术（含高海拔）及电晕特性、电磁环境以及直流输电系统共用接地极研究成果以及云广特高压工程的运行情况，编写
±800kV直流输电系统设计规范，开发高压直流输电系统设计软件包。
研究直流主设备技术参数与故障分析技术，根据特高压直流输电设备的技术要求和设备参数研究结果，研究±800kV特高压直流直流换流站关键设备的技术规范。
(三)预期成效
1)形成±800kV特高压直流输电系统设计规范。
2)编制高压直流输电系统设计软件包。
3)形成±800kV特高压直流换流站关键设备的技术规范。
4)形成世界上第一个±800kV直流输电系统标准体系。
5.4.3.交直流长距离输电交互影响关键技术研究
(一)研究目的面向南方电网西电东送的需求，针对南方电网输电走廊紧张、交直流输电线路长距离并行的特点和存在的问题，开展交直流长距离输电交互影响关键技术研究。
(二)主要内容
研究交直流并列运行线路之间的电磁耦合机理；交直流并列运行线路系统建模，±800kV直流线路与500kV和1000kV交流线路同走廊时的混合电场计算模型；交直流线路并行时交流线路参数测量方法。
研究交直流线路并行对交流线路参数、保护、电磁暂态的影响；交直流线路并行时，交流线路正常、短路、雷击时在直流线路感应的交流电势及其在换流变阀侧产生的直流偏磁电流分析及相应的抑制措施；交直流线路并行时，交流线路吸收的直流空间电荷形成的交流系统偏磁直流分析及相应的抑制措施。
研究交直流线路并行时地面混合电场、离子流场、交流导线吸收电荷的计算方法；交直流线路并行时地面混合电场、离子流场的测量方法和测试仪器；交直流并行时地面混合电场、离子流场控制值的试验；并列运行线路混合电场控制值的试验（人体感受试验）。
研究交直流并行时对线路防雷的影响及措施；交直流同塔时的空气间隙冲击放电特性；交直流同塔时的绝缘子污秽外绝缘特性。
研究直流接地极地中回流对交流系统的影响、抑制措施、策略。研究直流接地极型式及紧凑化关键技术。采用地中敷设绝缘层实现接地极紧凑化的研究；强制均衡电流在多环接地极各环中的电流分布以降低跨步电压的研究；紧凑型直流接地极形式与实施方案研究。
(三)预期成效
1)建立交直流线路并行时地面混合电场、离子流场的计算方法，提出其测量方法和测试仪器，给出混合电场、离子流场控制值。
2)提出交直流并列运行对交流系统参数的影响特性，给出抑制措施和参数的测量方法。
3)给出不同平行长度、接近距离等情况时典型线路参数的换流变阀侧直流偏磁电流的量值，并提出抑制此电流的措施。
4)建立交直流线路并行，交流线路吸收的直流空间电荷的计算方法，评估形成的交流系统偏磁直流，提出相应的抑制措施。
5)确定交直流线路最小接近距离和导线最小对地高度建立交直流并行时线路的雷击和操作过电压模型，提出防护措施。
6)提出紧凑型直流接地极技术及其具体实施方案。
5.4.4.变电站、换流站电磁暂态过电压机理与控制研究
(一)研究目的
面向南方电网安全维护方面的需求，针对目前变电站大量应用的GIS、换流站的换流阀、交直流开关的运行、操作中存在的问题，开展变电站、换流站电磁暂态过电压机理与控制研究。
(二)主要内容
研究GIS开关操作时特快速暂态过电压的产生和传播机理；建立基于EMTP的VFTO计算模型；研究VFTO的影响因素及对开关本身、变压器、互感器、二次系统等设备的危害和抑制措施；研究VFTO的现场测量方法。
开展换流站内部辐射电磁干扰源特性的研究；针对阀厅、直流场和交流场建立仿真分析模型；研究准确、高效的电磁场仿真计算方法，开发针对换流站辐射电磁干扰的仿真计算软件；计算分析换流站典型位置处辐射干扰的幅值，并与已有测量结果对比，验证仿真程序的有效性。
进行特高压换流站电磁干扰产生和传播机理研究；比较其与超高压换流站的差异；进行特高压换流站开关操作产生空间电磁环境的测量；进行特高压换流站骚扰源特性研究；建立用于特高压换流站开关操作干扰分析的预测方法。
(三)预期成效
1)掌握GIS开关操作产生的特快速暂态过电压(VFTO)的计算和测量方法，提出抑制VFTO的措施，开发换流站GIS设备VFTO仿真分析软件；提出换流站用GIS设备技术规范；
2)建立流站高频辐射干扰模型，开发换流站高频辐射干扰的仿真计算软件。
3)获得特高压换流站骚扰源特性及防范措施，对特/高压直流工程直流保护原理提出建设性意见。
5.4.5.高温超导输变电关键技术及应用研究
(一)研究目的面向南方电网在新型输电技术、节能降耗方面的需求，保持南方电网在超导
输电技术开发和应用方面的优势，开展高温超导输电关键技术研究。
(二)主要内容
开展高温超导电缆关键技术的研究。研究超导电缆冷、热绝缘、不同带材对电流传输能力的影响，进行成本分析，确定不同传输容量下的适用方式；超导电缆长期运行的可靠性及经济性分析计算报告；城市关键输电瓶颈超导电缆的应用研究；研究超导输电线路的潮流分布规律；研究设计超导电缆的监控保护方案，对超导电缆故障后对系统的影响进行分析，并提出系统的解决方案；研究设计110-500kV冷、热绝缘超导电缆终端和中间连接头。开展高电压等级超导限流器的研究。研究优化饱和铁心型超导限流器的结构设计，重点解决铁心体积和重量过大问题；研究提高限流器直流励磁系统和制冷系统的可靠性，达到高电压设备的入网要求；研究超导限流器安装位置和布置方式，达到针对不同电网结构的合理和经济性布局；评估分析超导限流器对电网安全稳定的影响；分析计算超导限流器在故障与非故障情况下所产生谐波以及电压瞬降等对电能质量的影响；研究超导限流器在接地故障、相间故障、绕组匝间故障情况下，保护正常动作、整定等具体措施；对超导限流器的过电压进行分析计算，校验并提出对绝缘配合的要求；分析比较采取超导限流器与其它手段限制短路电流的经济性。
开展超导变压器关键技术的研究。研究超导变压器原理结构，并实现超导变压器的系统结构设计，包括绕组、铁心、杜瓦、绝缘、制冷系统等部分；研究超导变压器低温、绝缘的优化设计方案，以提高冷却系统的冷却效率；评估分析超导变压器的综合技术经济效益。
开展超导储能关键技术的研究。研究电压型和电流型超导储能特性的不同，以及其适应电网系统运行的能力；研究分析温度对超导储能磁体性能的影响，分析仅使用液氮的超导储能系统可行性；研究超导储能的控制系统；研究通过超导储能阵列获取大容量储能系统的方案；分析计算超导储能装置的经济性。
开展超导风力发电关键技术的研究。研究超导风力发电机的原理结构，开发系统设计计算方法；研究超导风力发电机的不同载荷下的工作特性；研究直接驱动式超导风力发电机机械优化设计及工艺设计，完成风力发电机超导线圈的优化设计；研究超导风力发电机冷却系统，并进行实用化分析；
建设超导输电示范工程。通过电缆、限流器、超导储能、风力发电机和变压器等的运行效果、设备故障次数和类型、长期运行数据的统计和分析，为后续研发提供改进建议，并提出在电网中的应用配置方案。
(三)预期成效
1)依托已有的超导限流器和超导电缆等运行平台经验，完善云南电网普吉变电站35kV超导电力设备，提高其长期运行可靠性，并建立长期运行测试的数据库。
2)在获取独立自主的高压超导限流器关键技术的基础上，在南方电网实现220kV、500kV，2-3kA等级超导限流器并网运行，建设超导限流器限制输电网短路电流的示范工程基地。
3)在有实际需要的输电路径建设超导电缆应用示范线路，重点解决超导输电的实用化关键技术。
4)结合高温超导输变电技术专题的研究进展和成果，建设超导储能、变压器、风力发电机等超导电力设备的小型应用示范工程。
5.4.6.先进大功率电力电子换流器及其控制技术
(一)研究目的面向南方电网先进输电技术方面的需求，针对先进大功率电力电子换流器在运行、维护中存在的问题，实施先进大功率电力电子换流器及其控制技术研究。
(二)主要内容
开展以大功率全控型开关器件和电压源换流器（VSC）为核心的研究。研究百兆伏安级的先进换流器拓扑结构机理。研究多电平电压源换流器的拓扑结构设计和分析方法。研究大功率换流器的系统级控制策略及变流器级控制策略，以及
控制系统的实现方法。开展大功率开关器件及装置的仿真计算模型建立方法和软件实现方法研究，研究涉及大功率电压源换流器的实时数字仿真方法。
针对特定的工程提出并制定大容量换流器的设计技术、技术规范和主要工程参数设计方法。开展包括柔性交流输电（FACTS）、柔性直流输电（VSC-HVDC）、储能接入系统、配网电能质量设备和新能源发电并网等先进电力电子装置的成套设计研究和示范性应用研究。
(三)预期成效
1)构建换流器拓扑结构的设计与分析方法，以及相应的变流器级控制策略（脉冲控制策略等）体系。
2)针对各种特定的工程应用目标，形成大功率换流器的拓扑结构选择和设计依据，构建系统级控制策略（有功无功动态控制策略等）体系；
3)形成大容量换流器工程的设计技术、技术规范、主要工程参数等成套设计方法。
5.4.7.轻型直流输电关键技术及应用
(一)研究目的为解决远距离的孤立负荷送电问题，提高供电可靠性和可控性，开展轻型直流输电关键技术和示范工程研究。
(二)主要内容
建设可长期运行的轻型直流输电示范平台，开展较长周期的运行系列试验研究，发展轻型直流输电换流站设备、运行系统的集成及运行维护关键技术，建设示范工程。
研究轻型直流输电系统的换流站阀体选择、设计，控制、保护策略，传输效率等关键技术问题。研究多端轻型直流输电系统的协调运行，一个换流站退出或一条轻型直流输电系统退出对多端网络的影响，研究高可靠性多端直流输电网络的设计。研究轻型直流－交流输电混合系统的运行机理，研究轻型直流输电的调制功能和策略。
研究轻型直流输电系统的技术规范与标准、管理规范、主要工程参数设计方法。
研究连接海上或陆上风力发电场的优化设计方案、运行特性、经济性、可靠性，研究系统故障对换流站的影响，换流站故障对系统的影响等。
(三)预期成效
1)建立轻型直流输电示范平台。
2)提出轻型直流输电系统的控制和保护策略。
3)提出轻型直流输电系统设计规范、技术规范与标准、运行和管理规范。
4)提出海上或陆上风力发电场的优化设计方案。
5)建立实际的轻型直流输电示范工程。
