寧圃奇 ，韋統(tǒng)振 ，肖立業(yè) ，齊智平，嚴(yán)萍

（1. 中國(guó)科學(xué)院電工研究所，北京 100190；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

一、前言

清潔能源的巨大變革使得長(zhǎng)距離超大容量的電力輸送、超大規(guī)模電網(wǎng)的安全穩(wěn)定、電網(wǎng)電能質(zhì)量與供電可靠性的保障以及電網(wǎng)與用電終端效率的提高成為未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題[1～3]。超導(dǎo)電力技術(shù)、新型導(dǎo)電體、新型絕緣技術(shù)、新型半導(dǎo)體器件、新型傳感技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等在應(yīng)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的重大挑戰(zhàn)方面將發(fā)揮重大或不可替代的作用，能夠?yàn)槲磥?lái)智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的融合提供有力的技術(shù)支撐[4,5]。

能源和電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的重點(diǎn)和先行產(chǎn)業(yè)[6]。但我國(guó)能源產(chǎn)地和需求地分布極不均衡，大部分能源資源分布在西部和北部，而需要大量能源的用戶(hù)則集中在東部沿海地區(qū)，這種能源供需的地理分布失衡決定了我國(guó)電能輸送具有跨區(qū)域、遠(yuǎn)距離和大規(guī)模的特點(diǎn)[7]。當(dāng)前，我國(guó)電網(wǎng)的損耗約為7.5%，以2014年總發(fā)電量5.5×1012kW·h計(jì)算，電網(wǎng)的損耗高達(dá)4×1011kW·h，相當(dāng)于4座三峽電站的發(fā)電量?？紤]到未來(lái)可再生能源的大量接入以及電能在終端能源中的比重不斷提高，如果沒(méi)有技術(shù)上的進(jìn)步，則總的輸電損耗將不可避免地增加[8～10]。因此，采用新型材料技術(shù)及新裝備實(shí)現(xiàn)大容量、遠(yuǎn)距離、高效率的電力輸配成為十分迫切的任務(wù) [11～13]。

為此，本文面向未來(lái)智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的融合，分析了新材料及其新裝備的關(guān)鍵技術(shù)，探討了推動(dòng)新材料及其新裝備發(fā)展對(duì)我國(guó)能源領(lǐng)域的重大意義。并對(duì)國(guó)內(nèi)外新材料及其新裝備在能源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。立足現(xiàn)存問(wèn)題，對(duì)我國(guó)下一步新材料及其新裝備的布局提出了若干發(fā)展建議，以支撐“融合網(wǎng)”戰(zhàn)略發(fā)展。

二、面向“融合網(wǎng)”的新材料及其新裝備技術(shù)

（一）面向“融合網(wǎng)”的新材料技術(shù)

由分布式發(fā)電部件、儲(chǔ)能介質(zhì)、可控負(fù)荷和變流裝置等有機(jī)融合的分布式能源系統(tǒng)，借助信息電子和電力電子技術(shù)，能夠智能地調(diào)控本地資源，充分發(fā)揮其互補(bǔ)性?xún)?yōu)勢(shì)，為本地用戶(hù)和配電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)、可靠、可調(diào)度的電能，成為智能電網(wǎng)中重要的研究?jī)?nèi)容。各類(lèi)新材料是電網(wǎng)系統(tǒng)中能量變換、電力傳輸和運(yùn)行控制的直接載體，直接決定著微網(wǎng)的運(yùn)行效率、安全可靠性和系統(tǒng)成本，是智能電網(wǎng)中最為關(guān)鍵的元素之一[4,9,14]。

磁性材料是電網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)必備材料，先進(jìn)電工磁性材料探索和制備可極大推動(dòng)電工裝備的持續(xù)發(fā)展和新裝備的研制，可提高電網(wǎng)智能電力設(shè)備的設(shè)計(jì)水平和效率，減小電力設(shè)備的體積和質(zhì)量[15～17]。將磁性材料應(yīng)用于電網(wǎng)智能傳感器，將有助于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，提高新型電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。因此，如圖1所示，利用磁性材料提升電網(wǎng)智能電力設(shè)備和傳感器的性能，是“融合網(wǎng)”提高效率的重要手段，也是“融合網(wǎng)”可靠運(yùn)行的重要保障。

高效率和高可靠性是未來(lái)“融合網(wǎng)”的必然發(fā)展趨勢(shì)，研究電阻率低、機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、磨損性能好、可加工性好、性?xún)r(jià)比高的新型導(dǎo)電材料，如高性能銅/銅合金材料、銅/碳納米管復(fù)合材料、碳-金屬合金材料等，將對(duì)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展具有重大影響。如果此類(lèi)新材料能把目前導(dǎo)線的電阻率降低1/3，每年節(jié)約的電能將高達(dá)1×1011kW·h，超過(guò)三峽水電站的年總發(fā)電量[12]。此外電動(dòng)機(jī)、電力機(jī)車(chē)和家電等各種用電終端的導(dǎo)線采用新型高導(dǎo)材料，將會(huì)進(jìn)一步降低能耗，有效緩解我國(guó)東部地區(qū)能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題[6,18,19]。

圖1 新磁性材料對(duì)“融合網(wǎng)”的促進(jìn)作用

未來(lái)特高壓輸電電壓等級(jí)的提高與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，以及氣電混合網(wǎng)絡(luò)傳輸中對(duì)絕緣新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的需求，使得“融合網(wǎng)”對(duì)絕緣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料提出了新的要求；直流輸電導(dǎo)致的空間電荷積聚效應(yīng)使局部空間電場(chǎng)產(chǎn)生畸變進(jìn)而會(huì)加速絕緣材料的老化，無(wú)線輸電網(wǎng)絡(luò)的空間絕緣及其能量傳輸存在限制，輸電系統(tǒng)中的空間電荷問(wèn)題將會(huì)對(duì)絕緣設(shè)備造成影響；電力電子設(shè)備的引入會(huì)導(dǎo)致更加頻繁的瞬時(shí)脈沖過(guò)電壓，這改變了絕緣設(shè)備的工作環(huán)境[20]。因此，新型電工絕緣材料將為未來(lái) “融合網(wǎng)” 提供重要的支撐。

以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，是繼以硅和砷化鎵為代表的第一代、第二代半導(dǎo)體材料之后迅速發(fā)展起來(lái)的新型半導(dǎo)體材料。和硅材料相比，SiC和GaN具有10倍以上的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度和3倍的禁帶寬度[21]。因此，SiC和GaN器件具有極低的導(dǎo)通比電阻、很高的開(kāi)關(guān)速度和頻率。此外，SiC和GaN電力電子器件的最大理論工作溫度是硅器件的4倍以上，有助于散熱系統(tǒng)的優(yōu)化和功率密度的進(jìn)一步提升，更能滿(mǎn)足電網(wǎng)的特殊應(yīng)用[22]。寬禁帶半導(dǎo)體器件以其優(yōu)異的性能，將廣泛應(yīng)用于未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)電、輸電和用電側(cè)中，必將給智能電網(wǎng)帶來(lái)革命性的變化。

（二）面向“融合網(wǎng)”的新裝備技術(shù)

1.基于新型半導(dǎo)體器件的電力電子裝備將廣泛應(yīng)用

以新型半導(dǎo)體器件制造的新型電力電子裝備，以其優(yōu)異的性能將廣泛應(yīng)用于未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)電、輸電和用電側(cè)，如綠色能源開(kāi)發(fā)、下一代電網(wǎng)、軌道交通、電動(dòng)汽車(chē)、大型節(jié)能電機(jī)以及消費(fèi)電子等領(lǐng)域。由分布式發(fā)電部件、儲(chǔ)能介質(zhì)、可控負(fù)荷和變流裝置等有機(jī)融合的分布式能源系統(tǒng)，借助信息電子和電力電子技術(shù)，能夠智能地調(diào)控本地資源，充分發(fā)揮其互補(bǔ)性?xún)?yōu)勢(shì)，從而為本地用戶(hù)和配電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)、可靠、可調(diào)度的電能，成為智能電網(wǎng)中重要的研究?jī)?nèi)容[19～22]。功率變換器是電網(wǎng)系統(tǒng)中能量變換、電力傳輸和運(yùn)行控制的載體，直接決定著微網(wǎng)的運(yùn)行效率、安全可靠性和系統(tǒng)成本，是智能電網(wǎng)中最為關(guān)鍵的電力裝備之一[3,19]。

2. 狀態(tài)的充分監(jiān)測(cè)與感知是未來(lái)“融合網(wǎng)”的重要特征

隨著現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展，電力電子器件已經(jīng)成為電力調(diào)控的重要手段，對(duì)電力裝備運(yùn)行的可靠性提出了更高的要求；電力電子技術(shù)也讓可再生能源從集中式并網(wǎng)向分布式供能發(fā)展，分布式的電網(wǎng)體系對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控以及感知提出了更高的要求[23]。因此傳統(tǒng)的高電壓及大電流的測(cè)量手段將面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。隨著光電子技術(shù)的高速發(fā)展，基于激光和光纖的傳感技術(shù)得到了極大地拓展，考慮到光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)具有天然良好的絕緣性和抗干擾能力，較高的測(cè)量精度和容易小型化、可分布組網(wǎng)等優(yōu)越性，可滿(mǎn)足未來(lái)能源系統(tǒng)的“融合網(wǎng)”中需要的實(shí)時(shí)分布監(jiān)控的要求，因此大力發(fā)展基于光學(xué)的測(cè)量、監(jiān)控及感知系統(tǒng)是“融合網(wǎng)”的重要發(fā)展方向。

3. 儲(chǔ)能在未來(lái)“融合網(wǎng)”中不可或缺

大力發(fā)展可再生能源已成為我國(guó)的重要國(guó)策，然而，由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電具有隨機(jī)性和間歇性的特點(diǎn)，當(dāng)它們大量接入電網(wǎng)時(shí)，將對(duì)電網(wǎng)的安全、可靠、高效運(yùn)行帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)[24]。另一方面，我國(guó)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期保持高速發(fā)展，電力負(fù)荷增長(zhǎng)很快，電力負(fù)荷的結(jié)構(gòu)變化也很快，電力供需矛盾日益突出，致使電力負(fù)荷和峰谷差有不斷增大的趨勢(shì)。這使電力系統(tǒng)必須留有很大的備用容量，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行效率降低[25]。儲(chǔ)能裝置（儲(chǔ)電、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)熱等）可以為電網(wǎng)和能源網(wǎng)提供能量緩沖作用，作為網(wǎng)絡(luò)中的特殊單元，可以被靈活地控制和調(diào)度。在電網(wǎng)的削峰填谷、改善電能質(zhì)量、提高供電可靠性、提高可再生能源并網(wǎng)發(fā)電率、提高能源轉(zhuǎn)換效率等方面的作用越來(lái)越重要和不可或缺，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全、可靠、清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的必要環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合的重要功能單元。

4. 超導(dǎo)技術(shù)廣泛應(yīng)用于未來(lái)“融合網(wǎng)”

超導(dǎo)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)輸電電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)等多方面[14,26]。表1列出了各種超導(dǎo)電力設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的作用和影響。由此可見(jiàn)，超導(dǎo)輸電電纜將可以為未來(lái)電網(wǎng)提供一種低損耗、大容量的電力輸送方案，有助于解決現(xiàn)有輸電損耗高和輸電走廊緊張問(wèn)題；超導(dǎo)限流器可以有效降低電網(wǎng)的短路電流從而保障大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性；超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以對(duì)波動(dòng)的可再生能源電力進(jìn)行有效的正補(bǔ)償和負(fù)補(bǔ)償，從而提高電網(wǎng)吸納可再生能源的能力；超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)在提高電氣設(shè)備效率、減少占地面積方面也具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。因此，如果超導(dǎo)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，則可以有效應(yīng)對(duì)可再生能源變革對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的一系列重大挑戰(zhàn)，對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生重大意義，因而被美國(guó)能源部認(rèn)為是21世紀(jì)電力工業(yè)唯一的高技術(shù)儲(chǔ)備。

表1 各種超導(dǎo)電力設(shè)備對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的作用和影響

三、面向“融合網(wǎng)”新材料及其裝備的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

本研究方向具有鮮明的創(chuàng)新性和前沿性，一旦取得突破將給智能電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)根本性的變革，滿(mǎn)足國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展對(duì)節(jié)能減排和能源科技創(chuàng)新的重大需求，為節(jié)約資源、降低能耗、保護(hù)環(huán)境等做出積極貢獻(xiàn)。

1.“融合網(wǎng)”對(duì)超導(dǎo)新材料及其裝備的需求

近年來(lái)，我國(guó)在新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)、超導(dǎo)物理機(jī)制的認(rèn)識(shí)、超導(dǎo)材料的制備和超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為應(yīng)對(duì)新能源革命對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的重大挑戰(zhàn)提供了一條可能的技術(shù)途徑[27]。近年超導(dǎo)電力技術(shù)主要呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：①向更高電壓等級(jí)或更大容量方向發(fā)展；②應(yīng)用原理向多樣化和功能集成化方向發(fā)展；③與智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需求相結(jié)合；④開(kāi)始更多面向直流電網(wǎng)發(fā)展需求。但要真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，還存在多方面的問(wèn)題亟待解決，主要包括：①需要提高超導(dǎo)材料的臨界溫度；②需要大幅提高輔助設(shè)備（主要是低溫和制冷設(shè)備）的長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性；③需要進(jìn)一步大幅降低高溫超導(dǎo)材料的價(jià)格。

2. “融合網(wǎng)”對(duì)高導(dǎo)電材料和新型磁性材料的需求

我國(guó)高導(dǎo)電材料和新型磁性材料的研究已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，但研究剛剛起步，突破性成果并不多，目前主要研究重點(diǎn)是：①新型材料微觀結(jié)構(gòu)的形成及作用機(jī)制；②新型材料加工成型中組織形成機(jī)制及演化規(guī)律；③高強(qiáng)度負(fù)載下新材料結(jié)構(gòu)、組織與性能耦合響應(yīng)機(jī)制。

3. “融合網(wǎng)”對(duì)絕緣材料的需求

高電壓絕緣材料新技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向就是針對(duì)未來(lái)電網(wǎng)需求，研發(fā)能夠在較高溫度和較高電場(chǎng)等惡劣環(huán)境下正常穩(wěn)定運(yùn)行的絕緣材料，但這其中面臨的困難也是顯而易見(jiàn)的，無(wú)論是成本和絕緣效果的平衡，還是環(huán)境保護(hù)對(duì)未來(lái)絕緣材料提出的新的需求，都是在未來(lái)的研究中需要考慮的問(wèn)題[28,29]。但總體而言，我國(guó)的高電壓外絕緣材料技術(shù)仍是向著低能源及成本消耗、高安全性和運(yùn)行穩(wěn)定性以及可持續(xù)發(fā)展等方向不斷發(fā)展。

4. “融合網(wǎng)”對(duì)電力電子新器件的需求

目前市場(chǎng)上主流的高頻全控器件基本上被國(guó)外所壟斷，我國(guó)尚未掌握其關(guān)鍵技術(shù)，導(dǎo)致相關(guān)重大裝備受制于人。同時(shí)，國(guó)際上第三代半導(dǎo)體材料和器件技術(shù)的發(fā)展水平日新月異，對(duì)我國(guó)電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)開(kāi)始了新一輪的沖擊[30～32]。需要盡快開(kāi)展的重點(diǎn)研究包括：SiC、GaN等寬禁帶半導(dǎo)體材料的大尺寸、低缺陷、高可靠制備；半導(dǎo)體材料的表面溝道鈍化技術(shù)；新型半導(dǎo)體材料的研制和功能解析；更高電壓等級(jí)、更大電流容量、更低導(dǎo)通電阻、更快開(kāi)關(guān)速度的硅基電力電子器件的設(shè)計(jì)和制備；多芯片多模塊的功率器件組合擴(kuò)容和串并聯(lián)技術(shù)；寬溫度特性、高運(yùn)行特性的新一代電力電子器件的新結(jié)構(gòu)、新工藝、新原理和新設(shè)計(jì)；電力電子功率器件的先進(jìn)封裝、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)技術(shù)；電力電子功率器件的可靠性分析和應(yīng)用技術(shù)等[33]。

5.“融合網(wǎng)”對(duì)新型傳感技術(shù)的需求

光纖傳感新技術(shù)方面，主要向納米光學(xué)發(fā)展，主要利用近場(chǎng)、表面等離激元、光子晶體等技術(shù)對(duì)敏感效應(yīng)進(jìn)行加強(qiáng)，從而進(jìn)一步提高傳感器的靈敏度[32]。在應(yīng)用方面，目前全光纖的傳感器在環(huán)境穩(wěn)定性和度穩(wěn)定性方面還有大量的研究工作要做。光纖技術(shù)的發(fā)展可以將光學(xué)傳感器以光的形式聯(lián)系起來(lái)，形成真正的全光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)，建立多元的全光纖電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)是未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展的大勢(shì)所趨。

6.“融合網(wǎng)”對(duì)新型儲(chǔ)能技術(shù)的需求

我國(guó)尚未完全掌握新型儲(chǔ)能技術(shù)，主要瓶頸有：壓縮空氣儲(chǔ)能中高負(fù)荷壓縮機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)研發(fā)尚處在示范階段；飛輪儲(chǔ)能的高速電機(jī)、高速軸承和高強(qiáng)度復(fù)合材料等關(guān)鍵技術(shù)尚未突破；化學(xué)電池儲(chǔ)能中關(guān)鍵材料制備與批量化/規(guī)模技術(shù)，特別是電解液、離子交換膜、電極、模塊封裝和密封等與國(guó)際先進(jìn)水平仍有明顯差距；超級(jí)電容器中高性能材料和大功率模塊化技術(shù)，以及超導(dǎo)儲(chǔ)能中高溫超導(dǎo)材料等尚未實(shí)現(xiàn)突破[34]。另外，一些新型儲(chǔ)能技術(shù)的研究和知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局沒(méi)有得到足夠的重視和支持。

四、發(fā)展面向“融合網(wǎng)”新材料戰(zhàn)略建議

（一）推動(dòng)超導(dǎo)技術(shù)與新裝備技術(shù)融合，培育能源產(chǎn)業(yè)新發(fā)展

超導(dǎo)技術(shù)一旦取得重大突破，將同時(shí)對(duì)電力、能源、交通、通信、醫(yī)療、科學(xué)研究等帶來(lái)重大的影響。因此建議國(guó)家科技部門(mén)以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電力技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用為目標(biāo)牽引，加強(qiáng)總體設(shè)計(jì)和制定近、中、遠(yuǎn)期發(fā)展戰(zhàn)略路線圖，突出目標(biāo)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向，通過(guò)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃予以長(zhǎng)期穩(wěn)定支持[33,34]。國(guó)家也只有通過(guò)對(duì)類(lèi)似的基礎(chǔ)性、前瞻性的高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目的長(zhǎng)期穩(wěn)定支持，才可能實(shí)現(xiàn)重大原創(chuàng)突破和科技創(chuàng)新能力的全面提升[35]。作為重要切入點(diǎn)，建議在我國(guó)現(xiàn)有超導(dǎo)研究的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)更高運(yùn)行溫度（例如液化天然氣溫度及以上）的超導(dǎo)輸電示范工程項(xiàng)目，通過(guò)15～20年的努力，建成百公里級(jí)超導(dǎo)輸電示范系統(tǒng)。圍繞該項(xiàng)目，重點(diǎn)突破示范目標(biāo)所涉及的超導(dǎo)物理基礎(chǔ)、高溫超導(dǎo)材料制備關(guān)鍵技術(shù)、長(zhǎng)壽命高可靠性低溫與制冷關(guān)鍵技術(shù)、超導(dǎo)輸電電纜制造關(guān)鍵技術(shù)，以點(diǎn)帶面，全面促進(jìn)我國(guó)超導(dǎo)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展[36]。

（二）加速高性能導(dǎo)電、絕緣、磁性材料的研究與開(kāi)發(fā)，補(bǔ)齊基礎(chǔ)設(shè)施短板

結(jié)合目前國(guó)家戰(zhàn)略需求和智能電網(wǎng)對(duì)導(dǎo)電材料的具體需求，建議開(kāi)展以下幾方面研究：①優(yōu)先開(kāi)展高性能導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料的研究與開(kāi)發(fā)，解決材料在制備、加工過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題；②推動(dòng)新型導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料在國(guó)家電網(wǎng)等重大領(lǐng)域的應(yīng)用和驗(yàn)證，制備大容量、低能耗、遠(yuǎn)距離輸電電纜與變壓器等[37]；③基于新型導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料的電氣性能、熱性能，制備電力電子裝備；④建設(shè)完善的新型導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料性能測(cè)試平臺(tái)，建立行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)。

（三）深化電力電子技術(shù)器件領(lǐng)域建議，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主

為更好地促進(jìn)我國(guó)電力電子技術(shù)器件的自主創(chuàng)新，建立強(qiáng)大、完整、獨(dú)立的電力電子器件產(chǎn)業(yè)，從政府規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)和條件支撐等四個(gè)方面提出以下建議：①在政府規(guī)劃方面，全面提高電力電子器技術(shù)的地位，列入國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃；②在技術(shù)研發(fā)方面，以器件為核心，從材料、器件和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)層層推進(jìn)，全面掌握核心關(guān)鍵技術(shù)；③在產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面，著重提高電力電子器件產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展；④在條件支撐方面，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，建立完備的平臺(tái)、人才體系[38]。

（四）完善儲(chǔ)能裝備系統(tǒng)級(jí)規(guī)劃，成為“融合網(wǎng)”支撐

在具體技術(shù)路線規(guī)劃方面，有如下五點(diǎn)建議：①必須明確儲(chǔ)能裝備（本體）技術(shù)和儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別和聯(lián)系；②對(duì)于大型并網(wǎng)示范項(xiàng)目，應(yīng)該借鑒或利用已有電網(wǎng)模擬系統(tǒng)，論證關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題，先模擬后建設(shè)；③以具體儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景需求以及技術(shù)發(fā)展所處不同等級(jí)進(jìn)行規(guī)劃；④加強(qiáng)儲(chǔ)能項(xiàng)目立項(xiàng)與結(jié)題的知識(shí)產(chǎn)權(quán)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)估和技術(shù)應(yīng)用前景評(píng)估；⑤建立儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)，重視產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與布局[39]。

五、結(jié)語(yǔ)

新材料及其新裝備技術(shù)是支撐未來(lái)智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合的重要基礎(chǔ)，本文首先闡述了新材料及其新裝備的主要技術(shù)，比較分析了技術(shù)特點(diǎn)，并指出新材料及其新裝備對(duì)能源市場(chǎng)化改革、能源系統(tǒng)智慧化升級(jí)以及推動(dòng)能源行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要意義。然后分析總結(jié)了我國(guó)新材料與新裝備仍存在的短板和突出問(wèn)題。最后，本文針對(duì)面向“融合網(wǎng)”需求，進(jìn)一步提煉了對(duì)新材料及其新裝備的建議。