3、新能源发电功率高精度预测技术风电、光伏发电等新能源发电出力具有随机性、波动性特点，大规模新能源并网将对电网安全稳定运行带来影响，不利于新能源消纳。国内对新能源发电预测能力不足，在应对复杂多变的资源条件、大规模新能源集群发电、极端天气事件等因素的准确度不高。重点突破新能源资源数值模拟与气象预报技术，重点研发具有自主知识产权的高精度新一代新能源功率预测系统，显著提高新能源功率预测精度，以广泛用于电力调度机构、风电场和光伏电站。
4、新能源发电优化调度技术由于我国电源和电网结构特点，弃风弃光现象将在一段时间内继续存在，高比例新能源的调度运行技术有待进一步优化，具有不确定性的多种新能源联合优化调度技术有待进一步突破。
水力发电技术我国的大坝设计和建设、地下大型洞室设计和建设、大型水轮发电机制造等技术均已跻身世界先进水平行列。未来水电发展重点将在高坝工程防震抗震技术、超高坝建设技术、大型地下洞室群关键技术、流域梯级水电站联合调度运行技术、环境保护、移民安置与生态修复技术、数字化、智能化等方向。
1、超高坝建设技术我国200m以上超高坝建设尚处于起步阶段，发展滞后国外20～50年。我国发展200m以上超高坝主要面临复杂性条件、缺乏技术标准、成套技术部成熟等挑战，需要联合协调攻关。2020年，全面掌握超高坝建设关键技术。完成超高坝安全性评价方法与安全标准、高碾压混凝土坝施工技术要求和质量控制标准、超高土心墙堆石安全评价方法与安全标准制定。
2、大型地下洞群关键技术我国西部地区独特的环境使得地下洞群成为水电工程枢纽布置的最佳选择，地下洞群正朝着单机大容量、洞室大跨度、施工大规模和安全高要求的方向发展。2020年，预期掌握大型地下洞群系统关键技术，解决地下洞群工程建设中所面临的关键科学技术难题。
3、环境保护、移民安置与生态修复技术水电开发与生态环境保护问题已经成为我国水电可持续发展的重要制约因素，梯级开发的累积影响、鱼类繁衍、栖息地保护技术不足直接影响水电开发。2020年，掌握环境保护、移民安置与生态修复等关键技术，提出相应的环境保护对策措施，妥善处理好水电建设与环境保护的关系，实现合理开发水资源和维持河流生态系统功能。
4、高性能大容量水电机组技术根据规划和我国水电建设现状，2030-2050年，随着西藏水电的开发，将有四个千万千瓦级水电站的运行水头超过400米，最大水头达830米，超高水头和超大容量水电将成为我国水电发展的主要方向。实现高性能大容量水电机组及相应配套的自主设计、制造与安装，满足我国到2050年前后水电开发，特别是西藏水电开发的需要，新型超高水头和超大容量的高性能水电机组研制将成为我国水电设备科研及制造的主攻方向。
5、数字化、智能化水电与研发国家防汛抗旱总指挥部组织建设了七大流域的三维电子江河系统，中国水电工程顾问集团公司开展了“中国数字水电”基础信息工程建设，2020年，掌握数字化、智能化水电站研发系列关键技术，建成海量空间数据处理及基础、专业数据库体系及基础信息平台。
先进核能发电技术核能发电是我国能源战略的重要选择，核能技术是我国少数几个在世界上有望获得核心竞争力的高新技术领域，核电“走出去”作为国家战略进行部署的态势已逐渐明确。“十三五”期间，我国核电技术需要重点攻关和提高第三代压水堆核电技术和装备、研究开发第四代核电技术以及模块化小型核反应堆技术等。
1、第三代大型先进核电技术及装备第三代核电已逐渐成为国内外核电发展的主流，我国压水堆设计、建设和运行管理水平已走在世界前列，具备自主设计建设第三代核电机组能力，如我国走在研发具有自主知识产权的“华龙一号”已获国家批准开工建设；CAP1400正等待国家审批；正在建设的山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程是我国核电重大专项的重要成果之一，为发展第四代核电技术奠定基础。2020年，我国将完善大型先进压水堆的各个环节，实现自主化、国产化，不受制于人，具备以完全拥有自主知识产权的中国核电品牌走向国际市场，彻底解决核废料安全处置问题。
2、第四代核电技术第四代先进核反应堆共确定六种堆型，其中三种是快中子反应堆，钠冷快堆是其中技术最成熟的一种，其技术先进具备大规模工业开发基础。俄罗斯是最早发展快堆的国家之一，也是目前世界上运行快堆电站数目最多的国家；法国建设了3座快中子反应堆，是世界上第一个建设并运行过大型商用快堆的国家，处于国际领先水平；我国快堆正处于实验阶段，整体来说在示范应用、运行经验、建设掌握等方面整体水平低于俄罗斯、美国、法国和日本。到2020年，掌握第四代核电关键技术和先进反应堆的方案设计。
3、模块化小型核反应堆技术小型堆具有安全性高、适用性广、占地小、建设周期短、投资低等特点，在发电同时可为工业供汽、城市供热、海水淡化提供蒸汽，实现电、热、水联产；也可应用于海岛、海上平台及大型船舶。世界上核能发达国家在发展大型核电机组同时，都在积极研发多用途模块式小型反应堆。美国、俄罗斯、韩国、阿根廷在小模块化反应堆技术方面走在前列，但世界范围内尚无小型模块化反应堆核电站投入商业运营。我国自20世纪80年代开始小型反应堆技术研究，但一些关键设备制造与国外还有一定差距，2020年，掌握小型模块化反应堆动态运行和控制技术，示范应用于北方城市集中供热、沿海海水淡化等。
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