科创中国

电力、热力、燃气及水生产和供应业,电力、热力生产和供应业

党的十八大以来，在“构建清洁低碳、安全高效的能源体系”重大发展方略引领和政策驱动下，我国电力系统进入了大容量特高压直流工程集中投产和大规模新能源发电持续并网的快速发展阶段，在西北、东北、华北等地区形成了多个大规模新能源特高压直流送出系统。特高压直流工程输送容量大，大直流与弱交流之间的矛盾不断凸显；新能源调节能力差、支撑能力弱、耐受能力低等特性，对电网安全稳定运行的影响日益显著，直流发生故障扰动后，送受端、交直流、源网荷交互影响复杂，系统运行控制困难。与直流闭锁故障相比，直流换相失败、再启动等短时扰动冲击具有瞬时冲击能量大、扰动直流回数多、故障影响范围广等特点，扰动冲击特性更为复杂，系统运行控制难度更大，近年来已成为特高压直流和新能源基地送出能力的主要制约因素。 针对大规模新能源送出直流短时扰动冲击带来的运行控制难题，本项目在仿真建模、安全稳定分析评估、系统运行控制等方面开展了理论方法研究、技术难点攻关和实际工程应用，取得了一系列自主知识产权的创新性成果。

（1）建立了特高压直流输电工程机电暂态精细化仿真模型，发明了基于梯形逻辑阵列的电网安全稳定控制策略建模方法，研发了电网安全稳定控制策略动态校核系统，破解了直流短时扰动冲击运行控制策略验证难题； （2）提出了基于阶跃/冲击响应和稳定裕度量化指标的直流短时扰动冲击系统稳定机理及评估方法，提出了直流短时扰动冲击下换流站和新能源场站暂态过电压幅值的快速估算方法，解决了机理不明晰和预估不准确等难题； （3）攻克了三段式差异化再启动逻辑、送端精准切机与受端重合闸优化协调、切机不平衡量自适应调整等系统稳定运行控制技术，提出了涵盖直流和新能源控制策略优化、动态无功补偿控制负效应消除、大规模新能源脱网紧急控制等暂态过电压防控方法，有效提升了特高压直流送电能力和新能源跨区消纳水平。

项目获得授权发明专利22项、软件著作权1项，制定技术标准2项，发表学术论文40篇，其中SCI/EI检索34篇。项目成果已广泛应用于大规模新能源送出直流系统的规划设计、建设运行和事故分析中，支撑了祁韶、锡泰、鲁固、吉泉、雁淮等多个特高压直流工程的控制系统设计改造，以及配套新能源基地的稳定运行规定编制，成功抵御了100多次直流换相失败和再启动冲击，有效提升了特高压直流输电能力500万千瓦，大幅提高了新能源基地跨区消纳水平，为保障我国电网安全稳定运行奠定了坚实的基础。

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