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电网频率大范围偏移正常水平会导致大停电。随着大规模新能源发电并网、大容量直流输电快速发展，电网频率抗扰和调节能力日益下降。近年来，英国、澳大利亚等高比例新能源电网相继发生了大频差扰动引发的大停电事故。2015年9月19日，华东电网锦苏直流双极闭锁事故给我国电网的频率安全也敲响了警钟。高比例新能源电力系统频率安全稳定分析及控制技术面临着“仿得准、控得精、防得住”的严峻挑战。一是大频差扰动下频率特性呈现强非线性、强时变性，频率动态特征精准识别难度大；二是系统惯量降低和新能源强不确定性使得传统基于保守原则制定的稳定控制策略难以适应，对调频资源的优化配置和紧急控制策略的精准性、时效性提出挑战；三是为满足大规模新能源脱网、大容量直流闭锁等电网故障后的紧急控制需求，必须建设跨越上千公里、涵盖多元异构海量资源的频率紧急控制系统，工程经验不足，在系统可靠性、兼容性等方面面临巨大挑战。

1、提出了大频差扰动下多时间尺度的频率安全稳定分析方法，揭示了不同时间尺度因素影响暂态频率特性机理，研发了电网多时间尺度频率特性在线评估决策系统，解决了频率暂态极值及变化率精准辨识问题，实现了实测数据与仿真数据的高精度拟合匹配，为电网频率特性认知提供支撑。2、提出了基于不确定场景聚类的多元异构海量调频资源协调优化方法，突破了频率越限小概率高风险场景的智能辨别难题，实现了强不确定场景下计及暂态频率安全的电网全域调频资源优化配置及运行安排，大幅增强了电网的频率主动支撑能力。3、提出了多元异构资源多目标协同的频率分级紧急控制方法，实现了综合考虑频率最大偏差、变化速率、时空分布时离散和连续控制的协调，突破了快速大频差扰动下的平滑控制难题，有效防止高低频连锁现象的发生，避免新能源大规模无序脱网。4、研发了高可靠性稳控系统标准模块化集成技术，攻克了稳控系统功能复杂度与执行效率的协调难题，国际上首次研制出跨大区电网频率紧急协调控制系统，具备1ms内完成多任务匹配、控制命令分发能力，实现了广域千万千瓦级多元异构控制资源的可靠控制。

电网频率大范围偏移正常水平会导致大停电。随着大规模新能源发电并网、大容量直流输电快速发展，电网频率抗扰和调节能力日益下降。近年来，英国、澳大利亚等高比例新能源电网相继发生了大频差扰动引发的大停电事故。2015年9月19日，华东电网锦苏直流双极闭锁事故给我国电网的频率安全也敲响了警钟。高比例新能源电力系统频率安全稳定分析及控制技术面临着“仿得准、控得精、防得住”的严峻挑战。一是大频差扰动下频率特性呈现强非线性、强时变性，频率动态特征精准识别难度大；二是系统惯量降低和新能源强不确定性使得传统基于保守原则制定的稳定控制策略难以适应，对调频资源的优化配置和紧急控制策略的精准性、时效性提出挑战；三是为满足大规模新能源脱网、大容量直流闭锁等电网故障后的紧急控制需求，必须建设跨越上千公里、涵盖多元异构海量资源的频率紧急控制系统，工程经验不足，在系统可靠性、兼容性等方面面临巨大挑战。

项目共授权发明专利10项，发表论文19篇。由中国工程院罗安院士等组成的专家委员会一致认为本项目成果达到国际领先水平。基于本项目成果研发的多时间尺度频率特性在线评估决策系统和电网频率紧急协调控制系统，已在华东、西南、西北电网等网省公司推广应用，华东、西南频率协控系统自投运以来，全部正确可靠动作，提高了电网对跨区外来和本地清洁能源的接纳能力。 近三年来累计新增销售额4.46亿元，新增利润1.78亿元。本项目成果为应对大规模新能源、大容量直流接入带来的频率安全风险提供了技术和装备支撑，有力支撑了国家能源转型战略的实施，在高比例新能源电力系统稳定控制领域起到了引领和示范作用。

电网安全运行方面，有效降低了大规模新能源脱网、大容量直流故障等带来的频率安全风险，避免了大停电事故发生。利用本技术成果建设投运的华东、西南电网频率紧急协调控制系统，自投运以来，全部正确可靠动作，在大电网实际故障扰动中得到检验。2019年5月6日，西南电网与华中电网交流联络线张家坝-恩施线路开断，西南电网进入非计划孤网运行，出现大容量发电缺额，频率紧急协调控制系统正确动作后，西南电网频率最低频率控制在49.78Hz，保障了西南电网安全稳定运行。

清洁能源安全消纳方面，采用本技术成果，在保证电网安全稳定运行前提下，大幅提高了电网对本地新能源及外来大容量直流的接纳能力。以华东电网为例，采用本技术成果总计提升直流跨区输送能力达1890万千瓦（包括西南水电，华北、西北新能源）。2019年迎峰度夏期间增加电网交易电量453亿千瓦时，按发电标准煤耗320克/kWh计算，共节约电煤约1450万吨，根据统计每千瓦时火力发电产生5.7克SO2和1.6克烟尘，相当于少排了258200吨SO2和72500吨烟尘，为清洁能源消纳及雾霾治理做出了贡献，具有重大的社会和生态效益。

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