大電網網源協調數模混合實時仿真平台關鍵技術及應用檢視原始碼討論檢視歷史

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大電網網源協調數模混合實時仿真平台關鍵技術及應用近十幾年，特高壓交直流輸電的飛速發展促進了常規能源和新能源的大規模集中開發，電源對電網安全穩定的影響日益顯著，網源之間的相互輔合更加複雜緊密，機組的涉網保護、調頻、調壓、限制整定等局部的網源協調問題可能引發全網性的故障。然而目前大電網仿其中電源側原動機、監控系統、風機及逆變器的模型精度仍有進一步提升的空間，以便滿足電網精細化的故障分析與溯源、 新能源場站級協調控制、大規模新能源消納等網源協調相關問題的深入研究。

1.成果簡介

在北京市經濟信息委員會和國家電網公司的資助和支持下，中國電力科學研究院開展了網源協調仿真平台關鍵技術研究，建立了我國網源協調領域中仿真規模大、試驗能力強、技術水平先進，兼備試驗、檢測、培訓等功能的「網源協調數模混合仿真試驗室」。 項目研發了能精確反映水電機組引水系統和原動機水力特性的調速系統獨立仿真裝置，建立了 獨立的火電廠動力系統高精度機理仿真模型，實現了仿真裝置與數字仿真平台的有效融合和數模混合併行仿真：提出了基於小步長（2us）的多物理裝置並行實時仿真方法，實現了對不同步長和時間尺度的全過程高精度統一仿真，解決了風機、光伏等新能源設備及FACTS等高頻開斷的電力電子設備在大型互聯電網中的數棋混合閉環仿真難題：提出一種具備4萬節點以上超大規模電網及多類 型電源監控物理裝置動態模擬方法，極大提升了網源協調數模混合仿真解決實際電網故障分析的能力；項目研製出基於「優化電磁暫態模型及算法」及「適配多場景電氣試驗接口」的便攜式仿真測試裝置，解決了現場模擬機組併網和負載試驗的問題。

依託項目成果建成「網源協調數模混合仿真試驗室」，並成為電網安全與節能國家重點實驗室的核心組成部分，取得發明專利授權14項，形成國標2項、行標2項、企標3項，發表論文32篇。 本項目成果己廣泛用於我國電網的規劃設計、調度運行、裝備製造、科研培訓等領域，先後完 成跨區電網五聯、特高壓大電網仿真試驗、我國電網的事故分析與處理、新能瀕消納、新型控制設 備研製與實驗室驗證、控制設備檢測業務、提升電網穩定性和輸電能力的運行控制策略研究等重大關鍵技術研究，對電力生產、科學研究具有實際而直接的指導意義，具有重要的社會意義和經濟價值。

2.推廣前景及措施

項目首次建立了電源設備最全的大電網網源協調數模仿真與試驗研究體系，有力推動了我國大電網網源協調仿真與試驗體系的自主創新與工程應用,己開展跨區電網互聯、特高壓大電網仿真試驗、我國電網的事故分析與處理、新能源消納、新型控制設備研製與實驗室驗證、控制設備檢測業務、提升電網穩定性和輸電能力的運行控制策略研究等重大關鍵技術研究,成為我國電力系統網源協調領域中仿真規模大、試驗能力強、技術水平先進,兼備試驗、檢測、培訓等多功能一體的實驗室,對電力生產、科學研究具有實際而且接的指導意義，具有重要的社會意義和經濟價值：

促進建立具有我國自主知識產權的大電網規劃、運行和仿真核心技術體系，為我國電網的安全穩定運行和可靠供電提供了強有力的技術保障作用。依託網源協調實驗室平台制定的控制策略應用後，以淮滬特高壓輸電工程為例，淮滬外迭功率極限增加 6OOMW 以上,應用一年後增加電費收入為年增供電量*平均電價=14.6億度*0.5=7.3億元,效果相當於少建設一條50OKV線路的投資，預計節省電網投資50億元以上,成果可在全網範圍內推廣,具有重大社會經濟效益。

3.單位簡介

中國電力科學研究院有限公司成立於1951年，2001年轉制為國家電網公司全資科技型企業，是中國電力行業多學科、綜合性的科研機構。擁有11個研究所、10個專業公司、一個國家級工程研究中心、一個部級質量檢測中心(含9個質檢站)和研究生部及博士後流動站。主要從事科研開發、承擔重大工程、進行質量檢測、標準制定和人才培養等方面工作。

中國電科院現有員工1637人，其中:專業技術人員1204人,具有高級職稱人員297人,具有博士學位者60人，中國科學院、中國工程院院士各1人,國家級有突出貢獻的中青年專家12人，享受國務院政府特殊津貼的專家104人。

中國電科院先後承擔了國家重大科技攻關項目58項、國家自然科學基金項目14項、國家「973計劃」2項、國家發改委重點項目11項,獲國家科技進步獎55項,獲國家專利41項,第八屆中國專利獎金獎1項。在我國電力工業發展的各個標誌性階段,都做出了重要的貢獻,提供了強有力的技術支撐。

中國電科院現有主要科研設施:亞洲最大的電力系統仿真試驗室、高壓試驗場、高壓直流實驗室、大功率試驗站、電力系統動態模擬試驗室、能量管理系統開發試驗室、電力系統電能計量標準試驗室、電力負荷控制試驗室、低壓電器試驗室、電力系統繼電保護及安全自動裝置檢測試驗室、電力電子試驗室、電磁兼容試驗室等。

中國電科院的戰略目標是:服從、服務於國家電網公司發展戰略大局，服務於中國電力行業的發展，創建「支撐堅強、成果優良、服務優質、人才優秀」的國際一流電力科研機構，成為國家電網公司在電力技術領域的研發基地、試驗基地、服務基地、培訓基地。

功能定位是:緊密圍繞建設堅強的國家電網,以基礎性、前瞻性、先進適用性技術研究和開發，新技術、新產品推廣應用為核心業務,自主創新,近期重點在特高壓技術、大電網安全穩定技術、靈活交流輸電技術、城市電網關鍵技術取得突破，推動電力科技進步，占領世界電力科技的制高點,在國家電網公司科技創新體系中發揮先導作用。

同時，中國電科院將秉承「努力超越、追求卓越」的企業精神，積極打造產學研良性互動的有效機制，創建具有自主核心知識產權、知名品牌,具有國際競爭力的電力高科技產業集團，為電力行業各單位提供堅強的技術支撐和技術服務。