科创中国

本项目历经4年攻关，攻克了含大量电力电子设备的电磁暂态高精度快速建模、机电-电磁混合仿真效率提升、主配网全景运行优化等关键技术难题，研制了面向新型电力系统的大电网无缝建模与安全稳定分析系统，并在世界最复杂的交直流混联受端大电网投入生产应用，有效支撑大电网安全稳定分析与年、月运行方式编制工作。经鉴定，项目整体处于国际领先水平。

基于用户自定义功能框插件快速生成技术和多元非线性回归的模型参数整定技术，提出了常规直流、柔性直流高精度简化模型及风光场站多机动态聚类模型快速构建方法，使传递函数仿真规模削减95%以上，所建模型与厂家封装全尺寸黑盒模型相比，最大误差不超过5%，全面构建了兼顾精度与效率、涵盖源网荷储各环节的电力电子设备电磁暂态高精度快速模型库。

随着新型电力系统建设的推进，新能源、直流、储能等电力电子器件大规模并网，引入大量微秒级开关过程，纯机电暂态仿真已无法精细刻画其特性，如何兼顾电力电子设备仿真精度与大电网仿真效率成为困扰方式专业人员的重要难题。此外，主网保稳定、配网保供电可靠性的传统方式，人为割裂了主配网间的相互影响，广东超过70%的新能源机组、储能装置、柔性负荷从220kV以下的配网接入，其对大电网稳定运行的影响已不容忽视。

然而，当前方式专业在电磁暂态建模、大电网混合仿真、主配网之间的建模与运行协同等方面仍存在诸多不足。一是电磁暂态模型构建困难、难以兼顾仿真精度与效率，极大约束了建模效率与工程可用性，急需开展高精度快速电磁暂态建模技术等研究。二是机电-电磁暂态混合仿真建模时间长、效率低，难以满足电力电子设备大规模并网的仿真需求，急需开展高效建模与仿真技术研究。三是主配网建模与运行协同缺失，威胁大电网安全，急需开展主配网协同建模与调度运行优化技术研究。

广东电网有限责任公司电力调度控制中心；中国电力科学研究院有限公司；武汉大学；浙江大学；广东电网有限责任公司东莞供电局

成果可精确、高效刻画广东10回馈入直流、2个柔性直流背靠背以及超过3000万千瓦新能源并网后大电网动态响应特性，实现了含海量电力电子设备电磁暂态模型的大电网混合仿真与主配网全景调度运行优化从无到有的重大跨越，有效指导了新能源富集地区运行方式安排与多源协调优化，已节省全社会用能成本超1.5亿元。成果在推动能源绿色低碳转型、确保“双高”电力系统安全稳定运行方面取得了显著社会、经济效益，为新型电力系统建设提供了有力支撑。随着能源转型的推进，项目成果在“双高”特性突出的国内外电网中将会有非常广阔的应用前景。

技术合作