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新能源併網運行的建模與調控理論新能源併網運行（Renewable Generation Integrating into Power System，RGIPS）對於緩解能源危機和環境危機具有重大意義。RGIPS具有非線性、隨機性、弱可控性以及電力電子併網等特點，給其建模與調控帶來了一系列挑戰。RGIPS併網運行建模與調控理論的突破，成為本學科國際前沿的科學難題。

科學發現

項目經過十幾年探索，開展系統性和創造性的研究工作，取得如下科學發現：

1. 創建了計及時空多尺度和隨機特性的RGIPS模型體系，為RGIPS併網運行分析與控制提供了支撐。

（1）率先建立了包含變流器與控制器的風力發電系統的通用模型，構建了風電場」風-電轉換「的頻域模型，揭示了RGIPS同調的新判據，

（2）巧妙構造了適用於新能源直線運動電機的變換，將電機的直線運動虛擬等效為旋轉運動，從而推導出具有恆定係數的與同步發電機相類似的模型，

（3）首次創建了計及電動汽車交通習慣、充電行為等隨機特性的配電網負荷需求模型，發現了電動汽車無序充電對於配電網高峰負荷帶來的嚴重不利影響，闡明了同時考慮電網運行特性和電動汽車用戶充電便利性、經濟性的有序充電機制。

項目技術方案

2. 構建了計及隨機特性的RGIPS概率優化調度方法，為RGIPS併網經濟高效運行提供了支撐。

（1）率先建立了RGIPS概率優化模型，提出了基於混合半不變量和Gram-Charlier級數展開的概率潮流算法，迅速評估系統是否會發生輸電阻塞以及輸電阻塞的程度，

（2）創造性地提出了基於儲能裝置的風電場優化運行策略，建立了考慮風電功率預測誤差置信度的儲能優化調度準則，提出了儲能對風電波動的補償新措施，提出了基於雙電池組的風-儲混合電站拓撲結構，

（3）揭示了光伏併網逆變器直流母線電壓環與饋網功率的內在機理聯繫，提出各台併網逆變器的直流母線電壓環輸出分段限幅，實現光伏併網逆變器的自主「休眠」和」喚醒「。

3. 創立了計及連續與離散控制的RGIPS非線性混合控制理論，為RGIPS併網安全優質運行提供了支撐。

（1）首次發現了RGIPS控制器參數可區分性案例，揭示了RGIPS控制器參數之間的耦合關係，率先提出了RGIPS既有連續控制又有離散控制的混合控制方法，

（2）創造性地將微分幾何理論引入風力發電非線性最優控制，在精確線性化模型的基礎上，獲得了多機風力發電系統的非線性弱耦-協調控制器，提高了風力發電系統平衡點大幅漂移時的動態響應特性，

（3）揭示了直線發電機定子電流的幅值和相位對波浪發電系統輸出的有功功率和系統阻尼的可控性，提出了利用波浪發電電氣量的控制來調節機械特性的新思路，實現了直驅式波浪發電的實時最優控制，通過共振獲得最大能量轉換。

10篇代表性論著，被國內外學者專家他引1516次，SCI他引787次。其中，1篇入選ESI 1%高被引論文、1篇一直位居雜誌Most Sited 前三名，單篇最高影響因子9.237、最高SCI他引339次。國內外眾多院士和IEEE Fellow等著名學者評價本項目成果」對汲取波浪能的最大功率具有重要意義「、「克服雙饋風力發電機直流電壓的大幅度振盪」、「可降低風電功率波動的影響」、「降低大量的計算負擔」。項目培養了」傑出青年科學基金獲得者「、「優秀青年科學基金獲得者」等高端人才。