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新能源并网运行的建模与调控理论新能源并网运行（Renewable Generation Integrating into Power System，RGIPS）对于缓解能源危机和环境危机具有重大意义。RGIPS具有非线性、随机性、弱可控性以及电力电子并网等特点，给其建模与调控带来了一系列挑战。RGIPS并网运行建模与调控理论的突破，成为本学科国际前沿的科学难题。

科学发现

项目经过十几年探索，开展系统性和创造性的研究工作，取得如下科学发现：

1. 创建了计及时空多尺度和随机特性的RGIPS模型体系，为RGIPS并网运行分析与控制提供了支撑。

（1）率先建立了包含变流器与控制器的风力发电系统的通用模型，构建了风电场”风-电转换“的频域模型，揭示了RGIPS同调的新判据，

（2）巧妙构造了适用于新能源直线运动电机的变换，将电机的直线运动虚拟等效为旋转运动，从而推导出具有恒定系数的与同步发电机相类似的模型，

（3）首次创建了计及电动汽车交通习惯、充电行为等随机特性的配电网负荷需求模型，发现了电动汽车无序充电对于配电网高峰负荷带来的严重不利影响，阐明了同时考虑电网运行特性和电动汽车用户充电便利性、经济性的有序充电机制。

项目技术方案

2. 构建了计及随机特性的RGIPS概率优化调度方法，为RGIPS并网经济高效运行提供了支撑。

（1）率先建立了RGIPS概率优化模型，提出了基于混合半不变量和Gram-Charlier级数展开的概率潮流算法，迅速评估系统是否会发生输电阻塞以及输电阻塞的程度，

（2）创造性地提出了基于储能装置的风电场优化运行策略，建立了考虑风电功率预测误差置信度的储能优化调度准则，提出了储能对风电波动的补偿新措施，提出了基于双电池组的风-储混合电站拓扑结构，

（3）揭示了光伏并网逆变器直流母线电压环与馈网功率的内在机理联系，提出各台并网逆变器的直流母线电压环输出分段限幅，实现光伏并网逆变器的自主“休眠”和”唤醒“。

3. 创立了计及连续与离散控制的RGIPS非线性混合控制理论，为RGIPS并网安全优质运行提供了支撑。

（1）首次发现了RGIPS控制器参数可区分性案例，揭示了RGIPS控制器参数之间的耦合关系，率先提出了RGIPS既有连续控制又有离散控制的混合控制方法，

（2）创造性地将微分几何理论引入风力发电非线性最优控制，在精确线性化模型的基础上，获得了多机风力发电系统的非线性弱耦-协调控制器，提高了风力发电系统平衡点大幅漂移时的动态响应特性，

（3）揭示了直线发电机定子电流的幅值和相位对波浪发电系统输出的有功功率和系统阻尼的可控性，提出了利用波浪发电电气量的控制来调节机械特性的新思路，实现了直驱式波浪发电的实时最优控制，通过共振获得最大能量转换。

10篇代表性论著，被国内外学者专家他引1516次，SCI他引787次。其中，1篇入选ESI 1%高被引论文、1篇一直位居杂志Most Sited 前三名，单篇最高影响因子9.237、最高SCI他引339次。国内外众多院士和IEEE Fellow等著名学者评价本项目成果”对汲取波浪能的最大功率具有重要意义“、“克服双馈风力发电机直流电压的大幅度振荡”、“可降低风电功率波动的影响”、“降低大量的计算负担”。项目培养了”杰出青年科学基金获得者“、“优秀青年科学基金获得者”等高端人才。