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新能源电力系统国家重点实验室自主研究课题申请指南(2017)

信息发布于:2016-11-22

  新能源电力系统国家重点实验室面向国家规模新能源开发、利用的重大需求,瞄准规模化新能源电力接入电力系统与新能源电力消纳等重大科技问题,围绕主要研究方向和学科前沿,突出重点,设立自主研究课题,组织团队开展持续深入的系统性研究。现发布2017年度自主研究课题申请指南如下:

  一、 课题类别

  1.重点课题

  研究目标:重点课题是新能源电力系统国家重点实验室研究项目体系中的重要部分,其定位是面向重大需求、瞄准国际前沿、整合创新资源、解决关键问题、孕育重点突破。

  重点课题支持实验室人员围绕实验室重点任务,针对有战略意义的、已有较好基础,并可能产生重大成果和重要研究方向的课题,组织团队开展持续深入的系统性基础研究或应用基础研究。申请课题有重大的科学意义,具有重要的理论研究价值或具有产业化潜力的先进技术。通过自主课题的研究,形成具有自主知识产权、对国民经济和相关技术领域发展具有重大影响的标志性成果。鼓励开展国际合作研究。

  申请资格:重点课题申请人应为实验室固定研究人员,具有博士学位和副高以上技术职称,应充分了解国内外相关研究领域发展现状、动态及需求,具有组织和领导一个研究组开展持续性研究工作的能力。

  周期:资助研究期限一般为2年。

  考核指标(满足以下1条即可):

  1)在相关领域权威出版物上发表SCI检索论文3篇及以上;

  2)EI期刊论文7篇及以上;

  3)申请发明专利6项以上;

  4)基于课题研究,形成2项以上国家自然科学基金项目申请、且成功获得国家自然科学基金项目资助1项。

  2.探索性课题

  研究目标:探索性课题定位是面向领域重要需求,瞄准学科前沿,促进学科发展,激励原始创新。探索性课题支持实验室人员围绕重点实验室研究方向,针对一些有创意性的、目前在国际国内研究尚处于开始阶段的基础研究,自主选题,力图通过研究得到新的发现或取得重要进展。鼓励开展具有前瞻性、勇于创新的探索性研究;支持探索性较强、风险性较大的创新研究。期望通过此类课题的研究,为在一些新兴方向取得突破性进展和持续研究奠定基础,发表高水平论文,并使实验室获得相关知识储备。

  申请资格:探索性课题面向实验室固定、流动研究人员,申请人应具有博士学位,充分了解国内外相关研究领域发展现状与前沿。实验室流动研究人员自由申请,自主选题。

  周期:资助研究期限一般为1-2年。

  考核指标(满足以下1条即可):

  1)在相关领域重要出版物上发表SCI检索论文1篇及以上;

  2)EI期刊论文2篇及以上;

  3)申请发明专利2项以上;

  4)基于课题研究,形成2项以上国家自然科学基金项目申请。

  二、 选题范围

  1.新能源电力系统特性及多尺度模拟

  针对新能源电源的随机波动性和不确定性等特点,研究新能源发电过程特性,建立典型新能源电源的多尺度数学模型,研究需求侧资源特性与建模方法,分析新能源电力系统动力学特性,揭示规模化新能源电源、电网及负荷间的相互作用机理,为新能源电力系统安全稳定运行奠定理论基础。

  研究重点1:新能源发电过程特性与建模

  (1)研究新能源资源的时空分布规律,提出新能源发电场(群)容量规划、微观选址及电网消纳能力评估优化方法;(2)研究万千瓦级新型风电机组和10万千瓦级光伏电站发电过程机理,揭示风电机组/光伏单元、风电场/光伏电站的控制响应特性;(3)研究新能源发电场(群)出力的时空聚合特性及其高精度预测方法,提出风电场/光伏电站、风电场群/光伏电站群发电过程建模方法,构建新能源发电场(群)对电力系统故障及扰动响应特性的降阶聚合等值模型,发展新能源发电过程多尺度建模理论。

  研究重点2:需求侧资源特性与建模

  (1)研究不同时间尺度下多形态需求侧资源的响应机理,分析其可调控性与相关影响因素之间的关联机制,建立分时可调功率及区间可调电量的特性描述模型;(2)研究多物理环节耦合及空间分布的不确定性,提出不同组合模式下需求侧资源的节点及区域聚合特性及其响应过程模型;(3)研究基于大数据的复杂需求响应预测模型,提出适用于不同形态柔性负荷可控功率的中短期预测方法。(4)研究广义需求侧资源接入对传统机理模型在综合负荷特性描述上的影响,建立考虑需求侧资源时空特性的综合有源负荷模型。

  研究重点3:新能源电力系统稳定性机理

  (1)研究大规模新能源电源高渗透接入引起电力系统稳定性变化的机理,揭示大规模新能源电源通过直流输电网络与传统交流电网互联互动的机制,提出新型交、直流电网混成电力系统稳定性分析的新理论与方法;(2) 建立交直流复杂系统在多种新能源渗透率递增下的等值模型,研究渗透率与等值模型中相关参数的关系,提出对系统动态特性影响的分析方法。(3)研究含有大规模电力变换的新能源电力系统振荡模态及阻尼特性,提出变参数下多时间尺度的新能源电力系统稳定性分析的仿真技术与方法。

  2.规模化新能源电力变换与传输

  面向能源革命和未来电网发展,结合新能源电力系统特性,基于灵活功率控制理念,研究探索适应大规模集中式和分布式新能源电力接入、输送和消纳的先进输变电方式和电网结构,发展先进电力电子技术和先进输电技术,构建具备新能源电力优化调配、灵活可控、安全可靠、环境友好的新能源电力系统。

  研究重点1:智能化功率变换与传输系统

  (1)研究源网之间和区域网间电力传输的解耦方法和协同运行机制,提出混合直流输电和多端直流组网拓扑结构与运行模式;(2)研究电力电子化系统时变非线性带来的电能质量问题,研究电力扰动评估方法与瞬时功率新理论,研究电能质量治理方法与关键技术。(3)研究多种电能形态、多电力变换器系统的动态响应建模方法,研究主动配电网的安全稳定、优质高效运行与控制方法;(4)研究电动汽车充电基础设施关键技术与运行模式,建立智能化微电网以及分布式新能源发电、有源负荷、可控储能系统联合实验平台;(5)研究新型储能设备与储能系统,研究基于能源与信息基础设施一体化的高频隔离交直流转换技术和关键设备。

  研究重点2:先进输电及其电磁基础

  (1)研究输电线路和变电站(换流站)的电磁环境特性和电磁兼容技术,发展防护方法和治理技术;(2)研究第二代高温超导导体的电磁、机械、失超等特性以及超导电力应用的关键技术,研究新型绝缘材料和磁性材料的电磁、温度和力学等特性以及材料制备方法;(3)研究高压大功率电力电子器件的多物理场特性、失效机理和均衡调控方法,建立反映器件外特性的等效电路模型;(4)研究高压大功率电力电子器件规模化成组的均衡控制方法、状态检测技术与运行可靠性评估方法,建立高压大功率电力电子装备的多时间尺度电磁瞬态模型;(5)研究先进输电装备的电磁场与其他物理场特性,提出多物理场耦合计算与装备的优化设计方法;(6)研究先进输电装备绝缘材料的劣化规律和破坏机理,发展新型绝缘检测技术和故障诊断方法,建立先进输电装备的状态检测、寿命评估和故障预警理论体系;(7)研究新型输电的基础理论和关键技术。

  3.新能源电力系统控制与优化

  针对新能源作为补充能源、替代能源、主流能源和主导能源的不同场景,探究新能源电力系统控制与优化的基础理论与方法,研究提高发电单元可控性与可调度性的理论方法,探索大系统分散协调控制与智能调度理论与技术,实现新能源电力系统的多元互补与协同调控,研究基于广域多元信息的复杂电网保护与控制理论方法,实现新能源电力系统的安全稳定运行。

  研究重点1:适应高比例新能源接入的发电过程先进控制

  (1)研究综合能源转换效率、疲劳载荷与输出功率波动水平的新能源发电单元多目标优化控制策略,提出新能源发电单元、场群及基地的有功/无功控制方法;(2)研究发电过程运行状态精细化表征方法,发展基于机理分析与运行数据的状态参数监测理论,建立典型发电过程运行状态在线评价方法及系统;(3)研究大型超(超)临界火电机组、循环流化床机组及供热机组的变负荷运行特性及新型控制策略,建立火电机组大范围快速变负荷控制理论与技术体系;(4)探索新能源发电过程多智能体建模理论及控制方法,解决拓扑结构变化、信息传输延迟、随机噪声干扰情况下多智能体之间的集群运动特性及协同控制一致性问题。

  研究重点2:新能源电力系统自律协同优化调度控制

  (1)研究多形态需求响应资源的互补调控机制,提出适应于强不确定性扰动条件下的需求侧资源高效触发策略及其自适应控制方法;(2)研究新能源电源与传统电源的互补特性及多源互补机制,发展虚拟发电厂关键技术,提出源-网-荷-储协同调度策略和适应于双向能量互动的优化调控方法;(3)研究复杂电力系统分布式并行计算理论,提出交直流大电网不确定性潮流在线监控与分解协调计算系统构建方法;(4)研究直流调频与大区电网间的频率协调控制方法以及规模化新能源直流外送的无功电压控制方法,创建基于发电功率预测、负荷预测、多级分散协调、直流功率调节的新能源电力系统多目标优化智能调度理论方法。

  研究重点3:基于多元广域信息的复杂大电网保护与稳定控制

  研究新能源电力系统扰动传播机理与主动保护控制理论,建立新能源电力系统故障分析方法,形成适应大规模新能源电力接入的继电保护新原理,提出柔性直流与直流电网保护原理及故障电流隔离方法;(2)研究基于多元广域信息的站域-广域一体化保护构成模式,提出快速准确的故障定位方法与广域保护新原理;(3)研究柔性直流输电网络支撑交流电网稳定运行的新型控制理论和方法,提出新能源电源附加控制(包括稳定控制)布局和设计的新方法,建立新能源电力系统就地趋稳设计、全网在线协同的理论和方法;(4)研究多元广域信息的获取方式、动态特性及时滞分布特性,提出信息安全与质量对广域保护控制影响的评估方法及对策。

  三、 申请要求

  1. 申请和审批程序

  (1)本年度重点课题申请额度为40-50万元,每个关键科学问题设立不超过1项;探索性课题申请额度为5-10万元。

  (2)鼓励与校内其它相关学院教师联合申报,申请者同期参加自主研究课题不超过2项。

  (3)申请批准的周期一般为1个月。

  (4)申请者填写《新能源电力系统国家重点实验室自主课题申请书》,一式两份,向实验室申报,同时提交电子版。

  (5)收到申请书之后,实验室进行初审,后组织相关专家进行课题评审。根据评审结果确定本年度的资助项目,并由实验室通知课题申请者。

  (6)与获批准者签订课题任务书,课题任务书内容应与申请书保持一致,但可参考专家评审意见进行适当修改。

  (7)论文第一完成人单位必须为“新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)”或“State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources(North China Electric Power University)”。

  2.申请时间

  2017年新能源电力系统国家重点实验室自主课题申请截止日期为2016年12月16日。请于12月16日下午16:00前将申请书的电子版发送至zh10358@163.com邮箱,相关纸质版申请书送至实验室办公室(教五楼C104)。项目的执行起始时间是2017年1月1日。

  3. 联系人

  张  洪  010-61773778;Email:zh10358@163.com

  四、 课题管理及经费使用

  严格按照《新能源电力系统国家重点实验室自主课题管理办法》执行。


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