大量新能源接入下的电力系统柔性及灵活性资源优化规划关键技术与工程应用查看源代码讨论查看历史

来自 搜狐网 的图片

大量新能源接入下的电力系统柔性及灵活性资源优化规划关键技术与工程应用当前，科技革命和产业变革日新月异，能源互联网、数字能源、电力物联网等领域向纵深发展。

项目背景

当前，科技革命和产业变革日新月异，能源互联网、数字能源、电力物联网等领域向纵深发展。以可再生能源发电、分布式电源、微电网、储能、电动汽车为代表的能源生产消费技术正在加速传统电力行业向新能源电力系统演变；以大数据、云平台、物联网、移动通讯、人工智能、区块链等为代表的数字互联网技术正在推动全球工业经济向数字经济演变；以电力电子、智能传感、超导及石墨烯材料为代表的装备制造技术层出不穷。因此，随着各种新型技术和开发利用方式的不断涌现，新能源电力系统装备技术面临着不断创新突破的可能和重大需求。为构建具备 “高度电气化的负荷多元互动、基础设施多网融合数字赋能 ”特征的新型电 力系统，应建立多学科融合下的多维立体化的科学技术体系。

新型电力系统核心特征在于新能源占据主导地位，成为主要能源形式。随着我国碳达峰与碳中和目标的提出，新能源在一次能源消费中的比重不断增加，加速替代化石能源。未来我国电源装机规模将保持平稳较快增长，呈现出“风光领跑、多源协调 ” 发电将是我国发展最快的电源类型，到 2060 约60%，发电量占比之和达到约 35%。态势。在电源总装机容量中，陆上风电、光伏未来新能源的广泛接入也将呈现集中式与分布式并举的态势。西北、华北、东北地区大规模风光基地、西南地区水电基地、东部沿海地区海上风电基地，以及因地制宜、数量可观、就近消纳的分布式电源，共同缓解我国资源逆向分布问题。

未来新能源的广泛接入还将呈现智能灵活、友好并网、高效环保的特征。通过储能、交直流组网与多场景融合应用提升智能灵活；通过 “风光水火储 ”多能互补、集群调度、气象大数据发电预测、广义虚拟同步技术，提升友好并网与主动支撑性能；通过新型风能捕捉与大叶轮、新型光伏电池、数字智能运维、环保材料提升效率与可靠性;并且构建灵活性火电机组、天然气与储氢调峰电站、储热与储能电站的调峰电源体系。

成果简介

在大量新能源接入的情况下，需要电力系统具有较强的柔性及灵活性，在保障安全稳定、可靠和经济运行的前提下，尽可能地提高新能源的接纳能力。由于在传统的电力系统优化规划过程中只是考虑刚性问题，使得本技术领域的研究基础相对薄弱，更少应用。本项目在国家863计划、国家自然科学基金、以及国家电网公司科技计划等十多个项目的支持下，攻克了大量新能源接入下的电力系统柔性及灵活性资源评价、优化规划等方面的一系列技术难题，开发了电力系统柔性及灵活性优化规划、可靠性评估的软件和系统，以及实现柔性优化控制的装置，并进行了工程应用。

本成果的创新之处体现在

1) 大量新能源接入下的电力系统柔性及灵活性资源评价技术在对电力系统中的柔性化技术进行了统一的基础上，提出电力系统中的固定柔性评价方法、以及基于柔性指数的可变柔性评价方法，分别对电力系统的新能源接纳能力、输电能力等进行柔性评价和柔性综合评价，其中柔性综合评价是集安全性、可靠性和经济性于一体的综合评价技术;

2) 大量新能源集中接入下的电力系统柔性及灵活性资源优化规划技术针对大量新能源集中接入下的电力系统优化规划问题，提出了柔性优化和优化柔性的方法和技术，说明电力系统的柔性优化和优化柔性是兼顾安全性、可靠性和经济性的优化和综合优化技术，以及柔性及灵活性资源规划是源—网—荷—储、一次和二次、规划和运行相结合的综合规划技术，并开发了电力系统柔性及灵活性优化规划的软件系统; 3)大量新能源分布接入下的电力系统柔性及灵活性资源优化控制技术针对大量新能源分布接入下的配电系统无功/电压调节和控制问题，提出了配电系统的柔性及灵活性资源集中—分布控制模式和方法，其中无功功率集中优化采取基于柔性参数的柔性优化技术，而电压分布控制是针对各种电压控制设备以及变流器进行的，并开发了智能化的无功电压控制器。

3) 大量新能源接入下的电力系统柔性及灵活性资源优化规划技术工程应用本项目培养博士研究生2名，硕士研究生5名。本项目共申请发明专利51项，获得授权发明专利20项（其中美国授权发明专利1项，中国授权发明专利19项），软件著作权8项;发表论文116篇（其中SCI检索15篇、EI检索27篇）;完成著作6部（其中专著1部：《电力系统中的柔性评价与分析》，中国科学出版社，2018年）。

本成果的查新结论是，在电力系统的灵活性评估与分析技术方面，除了本单位的研究成果之外，在国内外相关文献中未见报道。本项目作为国家863计划项目以及国家电网公司科技项目“考虑不确定性因素的电力系统灵活性及规划方法研究”的重要组成部分，研究成果实现了对“十三五”规划中甘肃、青海电网规划方案的灵活性评估。此外，柔性及灵活性评价、优化规划技术已经推广至河北、陕西、山东、辽宁、深圳、广东、广西、云南、黑龙江、江苏、上海、安徽、贵州、浙江、北京等地的电网中，得到了较好的应用效果。

团队介绍

上海交通大学是教育部直属,由教育部和上海市共建的全国重点大学,其前身为创办于1896年的南洋公学，是中国历史最悠久的高校之一。2005年7月18日,上海交通大学与上海第二医科大学合并,组建了新的上海交通大学。学校以“饮水思源、爱国荣校”为校训，著名校友有江泽民、汪道涵、钱学森、吴文俊、茅以升、张光斗、王安、陈敏章、强伯勤、闻玉梅、谢丽娟等。

目前学校有20个学院、2个直属系和12个附属医院。有一级学科博士学位授权点22个，二级学科博士授权点143个,硕士授权点179个,博士后流动站23个,国家重点学科22个,国家重点实验室6个,国家工程研究中心4个,国家技术转移中心1个，世界卫生组织合作中心2个。学校现有专任教师2800余名,其中中国科学院院士15人、工程院院士20人，“973”首席科学家7人，国家“长江学者奖励计划”特聘教授31人、讲座教授4人,国家杰出青年科学基金获得者33人;有博士学位的教师占50%。现有全日制在校学生约38000人，其中本科生18000余人，研究生18100多人，留学生2000人。学校科研经费连续多年名列国内高校第三,发明专利申请数连续两年居国内高校第一。学校大力推进国际合作办学和合作科研，已与世界上150多所著名大学和50多家跨国企业和研究机构建立了合作伙伴关系,并与密西根大学等世界一流大学开展了的实质性合作办学，在新加坡成立了国内高校在海外的第一个研究生院，每年举办数十个国际学术会议。上海交通大学的发展目标是建成一所综合性、研究型、国际化的世界知名高水平大学，进而建成世界一流大学。