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电力系统智能网源协调和优化控制技术及应用

发布时间: 2022-09-01

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术服务
成果类型: 新技术
行业领域:
电力、热力、燃气及水生产和供应业,电力、热力生产和供应业
成果介绍
我国电源基地具有大规模集中接入远距离输送的特点,功率波动对电网运行与控制的影响更加显著,因此对于网源调节特性和机网保护配置需要实时在线分析和调控;同时我国特高压交直流电网规模发展迅速,电网多目标优化运行困难,另外可再生能源和大容量储能开始广泛接入,需要有效利用常规电源和储能的调控能力与可再生能源的自然资源禀赋之间的互补性,通过网源协调实现电网多目标优化控制和高比例可再生能源的消纳;在电网灾变情况下,需要快速搜寻合理的解列策略进行主动解列控制,同时结合辅助性紧急控制措施,保障解列后电网的安全运行,避免电力系统崩溃与大面积停电事故。这些构成了“电力系统智能网源协调和优化控制技术及应用”研究的主要内容。
成果亮点
(1)首次建立了基于WAMS的网源设备调节特性在线评估指标体系及指标算法,从对象、事件、时序等多维度对机组的一次调频、二次调频和励磁系统参数及调节性能进行全面高效快速评估。 (2)基于发电机失磁过程电气量变化规律和不同失磁类型励磁回路等效时间常数的特征,构建了一种计及网源协调的新型失磁保护方案,方案具有动作速度快、可靠性高的优点,有利于系统的安全稳定运行。 (3)创新性地建立了AGC/AVC分层协调优化系统,首次采用分层控制、事件驱动方式实现多目标(网损损耗、安全裕度、系统抗扰能力)趋优的运行模式,利用交叉迭代实现有功无功协调优化。 (4)从时间维度和空间维度进行多样化储能电站与可再生能源的广域协调控制分解,率先提出了多时空尺度的广域协调控制框架,构建了利用储能系统提高可再生能源接入能力的方法体系。 (5)研究同调机群识别,电网拓扑的化简,提出了基于有序二叉决策图(OBDD)的主动解列策略搜索方法,研究了解列操作后各子网的稳定状态和稳定性恢复方法,设计了基于潮流灵敏度的快速切机切负荷控制策略,并提出故障消除后的合理并网恢复操作策略。
团队介绍
项目组在本领域权威期刊及国际会议上发表66篇论文,获授权发明专利23项,申请软件著作权7项,出版学术书籍2部。本项目研究成果的应用推广,在降低电网损耗、提升发电效率及水资源利用率、降低电网运行风险、减少电厂设备维护费用及人工维护成本等方面产生重大经济效益,促进了电力行业低碳清洁事业的发展,具有显著的社会效益。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

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

康重庆

清华大学

电机系主任/ 教授

综合评价

自2007年开始,该项目“电力系统智能网源协调和优化控制技术及应用”最早在国家自然科学基金重大项目和青年项目支持下,由清华大学电机工程与应用电子技术系开展理论研究工作,后期在国家科技支撑计划项目和国家高技术研究发展计划支持下,清华大学先后联合国家电网电力调度控制中心、华中分部和西南分部,以及多省电力有限公司等十余家单位,共同开展科技攻关和应用示范,历经十余年研究开发,形成了完整的具有独立知识产权的电力系统智能网源协调和优化控制技术体系,并取得了优异的应用效果。 项目建立了基于WAMS的网源设备调节特性在线评估指标体系及指标算法,从多维度全面评估网源一、二次设备运行参数;对发电机失磁、系统振荡时的电气量变化规律深入推导,设计了检测失磁故障的新判据以及新型失磁保护方案;基于事件驱动和分层控制理论,建立了AGC和AVC协调优化控制体系;提出了多时空尺度的储能电站广域协调控制框架;针对主动解列策略搜索和大电网解列后稳定性恢复方法及故障后并网恢复措施进行了研究。 项目的各项成果具有巨大的社会和经济效益,涉及电力系统运行管理、优化控制等诸多方面,在理论研究和工程应用上都具有开创性意义。
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