中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
團(tuán)隊(duì)研究方向：
圍繞電氫耦合系統(tǒng)合理配置及運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)、高比例新能源多直流送端電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)以及多資源跨時(shí)空綜合調(diào)節(jié)與運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)開展探索與研究，力爭(zhēng)從基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用等多層次解決源網(wǎng)荷運(yùn)行優(yōu)化與協(xié)調(diào)控制難題。
團(tuán)隊(duì)成果展示：
●累計(jì)承擔(dān)國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目2項(xiàng)、省部級(jí)科技項(xiàng)目7項(xiàng)、公司科技項(xiàng)目9項(xiàng)
●獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)
●獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)14項(xiàng)、軟件著作權(quán)2項(xiàng)
●出版專著2部，發(fā)表SCI檢索論文3篇、EI檢索論文14篇、中文核心期刊論文13篇
寧夏是我國(guó)“西電東送”的重要送端和全國(guó)首個(gè)新能源綜合示范區(qū)。當(dāng)前，寧夏新能源裝機(jī)占比已超過(guò)56%，新能源正在逐步成為寧夏電力、電量供應(yīng)主體。當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)多條直流外送通道支撐區(qū)外電力供應(yīng)，大型能源化工基地低碳轉(zhuǎn)型對(duì)綠氫需求量大，這些都對(duì)寧夏新能源電量消納和電力保供工作提出了更高要求。
國(guó)家電網(wǎng)有限公司風(fēng)光火氫大型能源基地源網(wǎng)荷運(yùn)行優(yōu)化與協(xié)調(diào)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在此背景下成立，已在電氫耦合系統(tǒng)并網(wǎng)接入、電網(wǎng)寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、多資源綜合調(diào)節(jié)與利用等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，有力支撐了新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
探索電氫耦合：
重塑新能源時(shí)空調(diào)節(jié)能力
高比例新能源給電網(wǎng)帶來(lái)了電力電量平衡、穩(wěn)定控制等方面的挑戰(zhàn)。電氫耦合在新能源電量消納、能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)、穩(wěn)定控制等方面具有優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司科研探索的重要領(lǐng)域。2022年年底，實(shí)驗(yàn)室被命名為公司實(shí)驗(yàn)室，20人的科技團(tuán)隊(duì)開展專項(xiàng)攻關(guān)，探索研究電氫耦合系統(tǒng)的并網(wǎng)特性及柔性調(diào)峰能力。
2024年12月5日，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員完成了電氫耦合系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)證平臺(tái)測(cè)試，標(biāo)志著電氫耦合系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)證平臺(tái)初期建設(shè)任務(wù)完成。該平臺(tái)包括質(zhì)子交換膜/堿性（PEM/ALK）電解槽制氫系統(tǒng)、金屬儲(chǔ)氫系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)和相關(guān)配套設(shè)施，可開展電氫耦合系統(tǒng)“制氫-儲(chǔ)氫-發(fā)電”全環(huán)節(jié)運(yùn)行特性分析、仿真建模、調(diào)節(jié)能力評(píng)估和柔性調(diào)峰仿真分析。
電氫耦合系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)證平臺(tái)調(diào)試期間共開展測(cè)試試驗(yàn)94項(xiàng)，確保技術(shù)指標(biāo)達(dá)到建設(shè)要求。依托該平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室開展了電氫耦合系統(tǒng)特性測(cè)試驗(yàn)證，掌握了制氫、儲(chǔ)氫和燃料電池的控制邏輯，提出并驗(yàn)證了基于全域感知、動(dòng)態(tài)計(jì)算的電氫耦合一體化安全防護(hù)聯(lián)鎖保護(hù)方法；掌握了系統(tǒng)爬坡能力、功率響應(yīng)特性、變載響應(yīng)特性以及電氫轉(zhuǎn)化特性，為系統(tǒng)數(shù)字化建模提供了數(shù)據(jù)支撐；提出并驗(yàn)證了“預(yù)測(cè)-計(jì)劃-實(shí)時(shí)調(diào)整-調(diào)后修正”多階段制氫控制策略，以及基于效率推導(dǎo)回溯的氫燃料電池發(fā)電并網(wǎng)策略，提升了源荷跟蹤效果和新能源發(fā)電利用率。
防御寬頻振蕩：
為高比例新能源電網(wǎng)“系上安全帶”
電力系統(tǒng)中電力電子設(shè)備增加會(huì)帶來(lái)寬頻振蕩問(wèn)題，而寬頻振蕩防御是世界性難題。2024年10月，實(shí)驗(yàn)室牽頭的“寧夏高比例新能源電網(wǎng)低頻及次/超同步振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)對(duì)策略研究”自主研究課題立項(xiàng)，他們開始了高比例新能源電網(wǎng)寬頻振蕩機(jī)理認(rèn)知及預(yù)防控制問(wèn)題攻關(guān)。
實(shí)驗(yàn)室探索新能源發(fā)電動(dòng)態(tài)特性建模方法，通過(guò)建立寬頻振蕩三道防線來(lái)破題。第一道防線是通過(guò)對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，選擇合理的控制器類型和參數(shù)，并確定安全運(yùn)行邊界；第二道防線是在寬頻振蕩發(fā)生后，啟動(dòng)寬頻振蕩穩(wěn)定控制裝置，主動(dòng)提高系統(tǒng)阻尼；第三道防線是在寬頻振蕩發(fā)散失穩(wěn)或大幅度持續(xù)振蕩時(shí)，采取緊急保護(hù)措施，避免大量機(jī)組脫網(wǎng)及設(shè)備損壞。
2024年11月29日，實(shí)驗(yàn)室首次利用全電磁仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模新能源機(jī)群的寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，強(qiáng)化了寧夏電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)基礎(chǔ)。同年12月11日，在寧夏寧東“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地，實(shí)驗(yàn)室完成了國(guó)內(nèi)首個(gè)直流近區(qū)“沙戈荒”新能源及多類構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備匯集站寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析，新型電力系統(tǒng)寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)研究取得階段性成果。
今年，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步提升仿真平臺(tái)算力，目前已完成445萬(wàn)千瓦新能源的寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，預(yù)計(jì)年內(nèi)可將新能源寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力提升至5500萬(wàn)千瓦。
聚合負(fù)荷側(cè)資源：
提升電網(wǎng)平衡和電力保供能力
虛擬電廠是聚合需求側(cè)資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)、促進(jìn)供需協(xié)同的一種新業(yè)態(tài)。2022年10月起，實(shí)驗(yàn)室按照“總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施、試點(diǎn)推進(jìn)”原則，建設(shè)寧夏虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，開展虛擬電廠參與電力交易全流程仿真模擬，并動(dòng)態(tài)檢測(cè)虛擬電廠聚合資源的調(diào)節(jié)能力，為寧夏虛擬電廠規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、管理服務(wù)及市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)化提供支撐。
虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室打造了省域虛擬電廠“三層兩級(jí)”協(xié)同運(yùn)行架構(gòu)，建立了覆蓋事前、事中、事后全業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的完整技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了虛擬電廠多時(shí)間尺度資源調(diào)控、多層級(jí)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)決策、多經(jīng)營(yíng)主體接入服務(wù)。2023年5月，寧夏虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)建成，實(shí)現(xiàn)全區(qū)虛擬電廠統(tǒng)一注冊(cè)、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)用。
2023年9月，寧夏回族自治區(qū)發(fā)展改革委明確由國(guó)網(wǎng)寧夏電力負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)靥摂M電廠接入及運(yùn)營(yíng)管理工作。10月，寧夏第一個(gè)虛擬電廠正式參與寧夏輔助服務(wù)市場(chǎng)，虛擬電廠常態(tài)化市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)取得實(shí)質(zhì)性突破。截至目前，寧夏虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)已接入10個(gè)虛擬電廠，聚合20類可調(diào)節(jié)負(fù)荷，聚合容量379.02萬(wàn)千瓦，調(diào)節(jié)能力居全國(guó)前列，提升了電網(wǎng)平衡和電力保供能力，促進(jìn)了新能源電量消納。
2024年5月，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)鑒定認(rèn)為，寧夏虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)項(xiàng)目達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。項(xiàng)目入選了公司“源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)”百佳示范培育工程和新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿。相關(guān)成果還在第七屆數(shù)字中國(guó)建設(shè)峰會(huì)和第六屆“清潔能源發(fā)展與消納”論壇上展示。
