完成單位：中國電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司
完成人：李強(qiáng)、蔡幟、丁強(qiáng)、于汀、盧靜、戴賽、羅衛(wèi)華、周京陽、黃國棟、楊軍峰、杜佳桐、李森、車建峰、韓彬、崔暉
項(xiàng)目背景
隨著我國風(fēng)力發(fā)電的大規(guī)?？焖俳ㄔO(shè)和儲(chǔ)能系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目投入運(yùn)行，風(fēng)電功率固有的不確定性、間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成了重大影響。為保障我國大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能接入下電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)消納和大范圍資源優(yōu)化配置水平，迫切需要提升電網(wǎng)調(diào)度控制大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的能力、提升對(duì)風(fēng)電傳輸關(guān)鍵斷面的輸電裕度控制能力，促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電消納和節(jié)能減排。研發(fā)考慮大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)成為一項(xiàng)重要而急迫的任務(wù)。
為解決上述問題，從2010年開始中國電力科學(xué)研究院等單位開展了“考慮大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目的研究，研發(fā)了集考慮不確定因素的輸電裕度控制、考慮風(fēng)電場景的安全校核與發(fā)電計(jì)劃的閉環(huán)調(diào)整、多周期發(fā)電計(jì)劃與agc滾動(dòng)協(xié)調(diào)、基于負(fù)荷和風(fēng)功率變化趨勢辨識(shí)的無功電壓主動(dòng)控制策略等功能于一體的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，并投入實(shí)際應(yīng)用。
項(xiàng)目簡介
項(xiàng)目屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域。通過自主創(chuàng)新，形成了多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果及發(fā)明專利。項(xiàng)目研發(fā)過程中，項(xiàng)目第一完成人李強(qiáng)，帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在考慮不確定因素的輸電裕度控制、考慮風(fēng)電場景的安全校核與發(fā)電計(jì)劃的閉環(huán)調(diào)整、多周期發(fā)電計(jì)劃與agc滾動(dòng)協(xié)調(diào)、基于負(fù)荷和風(fēng)功率變化趨勢辨識(shí)的無功電壓主動(dòng)控制策略等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。依托項(xiàng)目研究，共發(fā)表“風(fēng)電功率預(yù)測誤差分段指數(shù)分布模型研究”等論文8篇，申請“一種多源協(xié)調(diào)日前發(fā)電計(jì)劃方法”等專利11項(xiàng)(授權(quán)3項(xiàng))、“中國電科院智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)度計(jì)劃v1.0”等軟件著作權(quán)5項(xiàng)。
本項(xiàng)目按照國家電網(wǎng)公司對(duì)電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃工作信息化、科學(xué)化、精細(xì)化的總體要求，緊密結(jié)合大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能接入后對(duì)電網(wǎng)的影響，以提升含大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性和智能化為目標(biāo)，設(shè)計(jì)、開發(fā)并建設(shè)了大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。項(xiàng)目成果在2012年9月應(yīng)用于遼寧電力調(diào)度控制中心，并推廣應(yīng)用到東北、黑龍江等調(diào)度中心。2015年2月12日，由中國電力科學(xué)研究院牽頭承擔(dān)的“考慮大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目通過中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)組織的成果鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為：項(xiàng)目成果經(jīng)評(píng)審整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中提出的基于多時(shí)段概率潮流和潮流置信區(qū)間的輸電裕度控制策略與方法達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
項(xiàng)目在風(fēng)功率預(yù)測模型算法、大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能發(fā)電計(jì)劃與agc協(xié)調(diào)控制、大規(guī)模風(fēng)電無功控制等方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破與創(chuàng)新：
(1)提出基于氣候和地形劃分的分區(qū)域風(fēng)電功率預(yù)測算法，根據(jù)氣候地理特征對(duì)風(fēng)電場進(jìn)行分區(qū)，由區(qū)域代表風(fēng)電場擬合風(fēng)電輸出功率總和。
(2)結(jié)合風(fēng)電預(yù)測允許偏差和儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)預(yù)測偏差的消納，提出考慮風(fēng)電輸送通道能力的多時(shí)間尺度風(fēng)火儲(chǔ)發(fā)電計(jì)劃。
(3)提出多時(shí)段概率潮流分析環(huán)節(jié)和潮流置信水平控制環(huán)節(jié)閉環(huán)迭代的輸電裕度控制方法，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電和儲(chǔ)能接入下考慮不確定因素的輸電裕度量化分析和控制。
(4)提出考慮風(fēng)功率預(yù)測的調(diào)度計(jì)劃和agc滾動(dòng)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，在多周期計(jì)劃中逐級(jí)考慮風(fēng)電隨機(jī)性、儲(chǔ)能特性、機(jī)組出力特性和備用約束，為不同模式agc機(jī)組應(yīng)對(duì)不確定因素預(yù)留合理的調(diào)整范圍。
(5)將風(fēng)電場群無功控制納入?yún)^(qū)域電網(wǎng)avc中，提出基于負(fù)荷和風(fēng)功率變化趨勢辨識(shí)的無功電壓主動(dòng)控制策略。
成果應(yīng)用及效益
2012年9月本項(xiàng)目研發(fā)的考慮大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的有功無功協(xié)調(diào)系統(tǒng)在遼寧電網(wǎng)投入運(yùn)行，2012年12月本系統(tǒng)推廣應(yīng)用于東北電網(wǎng)、黑龍江電網(wǎng)等地。實(shí)際運(yùn)行情況表明，系統(tǒng)功能全面、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制策略合理，各電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電的接納能力有了明顯提高，人工調(diào)控明顯減少，減輕了調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，初步實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能的協(xié)調(diào)調(diào)度計(jì)劃工作由經(jīng)驗(yàn)型向分析型、智能型轉(zhuǎn)變。項(xiàng)目成果可推廣至全國大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能接入的電網(wǎng)，乃至國內(nèi)外具有大規(guī)模風(fēng)電和儲(chǔ)能接入運(yùn)行特性的電網(wǎng)。
成果完成單位介紹
中國電力科學(xué)研究院電力自動(dòng)化所從上世紀(jì)60年代就開始了發(fā)電優(yōu)化調(diào)度的研究和開發(fā)工作，是我國最早開展經(jīng)濟(jì)調(diào)度和電力市場研發(fā)的單位，在電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、電力市場及電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)開發(fā)實(shí)力，豐富的開發(fā)、管理和實(shí)施大型軟件的成功經(jīng)驗(yàn)和工程化經(jīng)驗(yàn)，研究和開發(fā)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。本項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)主體是國家電網(wǎng)公司“電網(wǎng)節(jié)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度技術(shù)”科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了《風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程關(guān)鍵技術(shù)研究》等國家973項(xiàng)目、《大電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)感知、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、故障診斷與調(diào)度技術(shù)》等863項(xiàng)目和多項(xiàng)國家電網(wǎng)公司重大科技項(xiàng)目，并取得了豐碩的科技成果，曾獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，以及多項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。著有《能量管理系統(tǒng)（ems）》、《電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)》、《現(xiàn)代電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度》、《發(fā)電廠及電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》、《電力市場》等多本專著。（蘇民）
