源網荷多元優化下清潔能源併網運行關鍵技術研究及應用檢視原始碼討論檢視歷史

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源網荷多元優化下清潔能源併網運行關鍵技術研究及應用近年來環保問題日益突出，引起世界各國高度重視。2015年習近平主席在氣候變化巴黎大會上發表重要講話，提出「推動綠色循環低碳發展，構建低碳能源體系」，引領了電力行業源網荷結構的多元化變革，以光伏和風電為代表的清潔能源呈現爆發式增長。截止2018年底，我省新能源裝機已達2800萬千瓦，占比近30%。隨着能源革命的深入推進，清潔能源將繼續保持迅猛增長態勢。

簡介

然而，清潔能源的優化併網及安全穩定運行制約了其快速發展，河北省棄風棄光率已達8%，年棄電量達27億度，消納形勢日趨嚴峻，問題原因突出體現在：

①併網方式單一

不同電壓等級的清潔能源集中接入和分散接入並存，點多面廣，單純通過交流方式併網，建設成本高，能量分配不合理，併網方式的變革迫在眉睫;

②運行可控性差

清潔能源出力具有隨機性、間歇性、波動性，等值轉動慣量小，電壓和功率控制難度大，抗干擾能力差，極易引發系統失穩;

③運行安全係數低。

清潔能源接入後，電網由單端輻射式供電變為多電源複雜式供電，電力電子化程度高，故障特徵發生質變，導致現有保護拒動或誤動，嚴重威脅人身和設備安全;

④故障恢復時間長。

針對外觀相似、數目龐大的發電單元構成的清潔能源場站，故障後難以實現快速精準定位，嚴重影響發電時長，降低能源利用率。 針對以上難題，項目組歷時10年，對源網荷多元優化下清潔能源併網方式、控制方法、保護策略及故障定位開展了大量理論研究和實踐探索，取得以下突破：

①提出了基於改進GA-FPA算法的清潔能源消納能力評估方法，建立了基於模塊化多電平換流器的可儲能柔性併網體系，解決了清潔能源優化併網技術難題;

②構建了含光、儲、燃、電動汽車及可控負荷的多元聯合仿真模型，提出了基於最小二乘支持向量機和時頻表示優化的自抗擾併網控制方法，以及源網荷互動模式下非線性Q-U下垂控制算法，提高了源網荷多元協同運行的抗干擾能力和可控性;

③提出了含外部集中擾動式阻抗測量孤島保護的清潔能源控制保護協同策略，開發了控保實時硬件仿真平台，研製了防孤島能力檢測裝置，解決了保護不適應和多機擾動信號相互影響導致孤島檢測失效的難題，提高了多源互補運行的安全係數;

④提出了利用改進貝葉斯壓縮感知重構算法的清潔能源場站故障定位方法，解決了場站匯集系統測點數量少、測量信息不同步下的故障精準定位難題，縮短了場站故障恢復時間。

項目授權發明專利12項，其中美國專利1項;發表論文31篇，其中SCI檢索10篇（1區3篇），總影響因子達40，EI檢索11篇，獲得國網河北省電力有限公司科技成果一等獎兩項。 依託項目研究成果，河北電科院成為全國首家獲得防孤島檢測CMA資質的省級電科院。項目成果在30餘座大型新能源場站得到成功應用，優化了清潔能源併網方式，改進了控保策略，保障了人身設備安全，近三年累計創造經濟效益9270萬元。項目成果的推廣應用，實現了源網荷多元協同下清潔能源的靈活高效併網，解決了清潔能源迫切發展需求與電網安全穩定運行之間的矛盾，對改善大氣環境，節能減排，實現環京津冀綠色低碳發展，具有重大的社會效益。