电网安全关系国计民生,大面积停电影响巨大,是灾难性安全事故。传统防控方法采用“极限计算与分析”模式,分析电网极限运行状态下的安全性,形成相应控制策略,有效防控了大多数大概率安全事故。但“极限计算与分析”结果无法覆盖多重、连锁性小概率安全事故,会导致防控失败引发大停电。21世纪以来,美国、印度、巴西等国家发生的多起大停电事故都是由此引发。我国电网规模巨大、结构复杂、新能源装机容量大,电网安全运行风险尤为突出。
针对传统安全防控方法局限性,项目团队提出了提升大电网运行安全性的新理念:通过安全域实时评估大电网安全性和制定防控措施。该理念既能有效防控小概率安全事故引发的大停电,也能实现传统安全防控功能。为实现这一原创性理念,提升我国电网安全态势感知能力和运行调控能力,在国家自然科学基金面上项目、国家电网总部科技项目和南方电网总部科技项目支持下,项目集东北电力大学、国网吉林省电力有限公司和天津大学在大电网安全稳定分析与运行控制方向上的科研优势和积累,历时12年,攻克了大电网安全域快速构建、安全域态势感知与安全评估、安全域运行控制三大突出难题,形成了三方面创新。
①提出了大电网安全域快速求解技术。发明了基于边界追踪的安全域快速构建方法,破解了大电网安全域工程应用中长期面临的计算效率和计算精度的瓶颈,实现了大型电力系统安全域计算效率和精度的同步提升。
②攻克了大电网安全域态势感知与安全评估技术。研发了基于广域量测断面相位差的热稳定安全域模型,提出了大电网安全域边界多元非线性回归快速求解技术,实现了大型互联电力系统关键断面运行安全性的实时评估。
③突破了大电网安全域运行控制技术。基于功率转移分布因子和灵敏度因子,提出了高维空间安全域降维技术和电力系统关键断面安全运行控制技术,攻克了安全域技术在工程应用中面临的空间降维和指导运行控制的难题,提升了大电网的态势感知能力和安全性。
项目获授权发明专利27项,出版专著1部,发表SCI/EI期刊论文38篇(1篇论文入选中国科协优秀论文),在中国电工技术学会组织召开的项目成果鉴定会上,鉴定委员会一致认为项目整体技术指标达到国际领先水平。近三年新增直接经济效益57899万元、新增利润***万元、新增税收***万元、节支总额***万元。
项目研发的大电网安全域分析决策支持系统,已在中国南方电网、国网吉林省电力有限公司、国网内蒙古东部电力有限公司等多个省级及区域电网得到了工程应用,取得了巨大的经济效益和社会效益,该成果的应用,有效提高了我国电网安全态势感知能力和运行控制能力,促进了新能源的大规模消纳,为我国电网安全、可靠、经济、低碳运行提供了理论支撑和技术保障。
评价单位:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团 (中国电工技术学会)
评价时间:2022-09-05
安 婷
国网智能电网研究院有限公司
国家特聘专家/ 教高
综合评价
项目《提升大电网运行安全性的安全域关键技术及应用》在国家自然科学基金面上项目、国家电网有限公司和南方电网有限责任公司多个科技项目资助下,经过项目组成员12年潜心钻研与工程实践,取得了具有完全自主知识产权的项目成果。在中国电工技术学会组织召开的 “提升大电网运行安全性的安全域关键技术及应用”项目科技成果鉴定会上,鉴定委员会一致认为:该研究成果在大电网安全域边界快速求解算法、基于广域信息的关键断面安全性评估、基于敏感机组(群)的电力系统运行控制等方面取得了创新,整体技术达到国际领先水平。截至2021年8月31日,该项目获授权发明专利27项、发表SCI/EI期刊论文38篇、出版专著1部。项目成果已在国网吉林省电力有限公司、中国南方电网、国网内蒙古东部电力有限公司等6个省级及区域电网获得应用,取得了显著的经济效益,累计新增直接经济效益57899万元、新增利润6826.7万元、新增税收8473.7万元、节支总额17414.2万元。该成果的应用,有效提高了我国电网态势感知能力和协调控制能力,促进了新能源的大规模消纳,为我国电网安全、可靠、经济、低碳运行提供了理论支撑和技术保障。
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