完成單位：中國電力科學研究院、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司
完成人：李強、蔡幟、丁強、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
項目背景
隨著我國風力發(fā)電的大規(guī)?？焖俳ㄔO和儲能系統(tǒng)試點建設項目投入運行，風電功率固有的不確定性、間歇性和波動性特點對電網(wǎng)運行造成了重大影響。為保障我國大規(guī)模風電和儲能接入下電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，提高大規(guī)模風電并網(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)模風電和儲能系統(tǒng)的能力、提升對風電傳輸關(guān)鍵斷面的輸電裕度控制能力，促進大規(guī)模風電消納和節(jié)能減排。研發(fā)考慮大規(guī)模風電和儲能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)成為一項重要而急迫的任務。
為解決上述問題，從2010年開始中國電力科學研究院等單位開展了“考慮大規(guī)模風電和儲能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究與應用”項目的研究，研發(fā)了集考慮不確定因素的輸電裕度控制、考慮風電場景的安全校核與發(fā)電計劃的閉環(huán)調(diào)整、多周期發(fā)電計劃與agc滾動協(xié)調(diào)、基于負荷和風功率變化趨勢辨識的無功電壓主動控制策略等功能于一體的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，并投入實際應用。
項目簡介
項目屬于電力系統(tǒng)自動化領域。通過自主創(chuàng)新，形成了多項自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果及發(fā)明專利。項目研發(fā)過程中，項目第一完成人李強，帶領項目團隊開展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在考慮不確定因素的輸電裕度控制、考慮風電場景的安全校核與發(fā)電計劃的閉環(huán)調(diào)整、多周期發(fā)電計劃與agc滾動協(xié)調(diào)、基于負荷和風功率變化趨勢辨識的無功電壓主動控制策略等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。依托項目研究，共發(fā)表“風電功率預測誤差分段指數(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)電計劃方法”等專利11項(授權(quán)3項)、“中國電科院智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)儲能調(diào)度計劃v1.0”等軟件著作權(quán)5項。
本項目按照國家電網(wǎng)公司對電網(wǎng)調(diào)度計劃工作信息化、科學化、精細化的總體要求，緊密結(jié)合大規(guī)模風電和儲能接入后對電網(wǎng)的影響，以提升含大規(guī)模風電和儲能的運行經(jīng)濟性、安全性和智能化為目標，設計、開發(fā)并建設了大規(guī)模風電和儲能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。項目成果在2012年9月應用于遼寧電力調(diào)度控制中心，并推廣應用到東北、黑龍江等調(diào)度中心。2015年2月12日，由中國電力科學研究院牽頭承擔的“考慮大規(guī)模風電和儲能的有功無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究與應用”項目通過中國電機工程學會組織的成果鑒定。鑒定委員會認為：項目成果經(jīng)評審整體達到國際先進水平，其中提出的基于多時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到國際領先水平。
技術(shù)創(chuàng)新點
項目在風功率預測模型算法、大規(guī)模風電和儲能發(fā)電計劃與agc協(xié)調(diào)控制、大規(guī)模風電無功控制等方面實現(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)域風電功率預測算法，根據(jù)氣候地理特征對風電場進行分區(qū)，由區(qū)域代表風電場擬合風電輸出功率總和。
(2)結(jié)合風電預測允許偏差和儲能系統(tǒng)對預測偏差的消納，提出考慮風電輸送通道能力的多時間尺度風火儲發(fā)電計劃。
(3)提出多時段概率潮流分析環(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，實現(xiàn)風電和儲能接入下考慮不確定因素的輸電裕度量化分析和控制。
(4)提出考慮風功率預測的調(diào)度計劃和agc滾動協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，在多周期計劃中逐級考慮風電隨機性、儲能特性、機組出力特性和備用約束，為不同模式agc機組應對不確定因素預留合理的調(diào)整范圍。
(5)將風電場群無功控制納入?yún)^(qū)域電網(wǎng)avc中，提出基于負荷和風功率變化趨勢辨識的無功電壓主動控制策略。
成果應用及效益
2012年9月本項目研發(fā)的考慮大規(guī)模風電和儲能的有功無功協(xié)調(diào)系統(tǒng)在遼寧電網(wǎng)投入運行，2012年12月本系統(tǒng)推廣應用于東北電網(wǎng)、黑龍江電網(wǎng)等地。實際運行情況表明，系統(tǒng)功能全面、運行穩(wěn)定可靠、控制策略合理，各電網(wǎng)對風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)度人員的勞動強度，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，初步實現(xiàn)了大規(guī)模風電和儲能的協(xié)調(diào)調(diào)度計劃工作由經(jīng)驗型向分析型、智能型轉(zhuǎn)變。項目成果可推廣至全國大規(guī)模風電和儲能接入的電網(wǎng)，乃至國內(nèi)外具有大規(guī)模風電和儲能接入運行特性的電網(wǎng)。
成果完成單位介紹
中國電力科學研究院電力自動化所從上世紀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)濟調(diào)度、電力市場及電力系統(tǒng)調(diào)度自動化領域具有雄厚的技術(shù)開發(fā)實力，豐富的開發(fā)、管理和實施大型軟件的成功經(jīng)驗和工程化經(jīng)驗，研究和開發(fā)水平處于國內(nèi)領先地位。本項目研發(fā)團隊主體是國家電網(wǎng)公司“電網(wǎng)節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度技術(shù)”科技攻關(guān)團隊，該團隊承擔了《風光儲輸示范工程關(guān)鍵技術(shù)研究》等國家973項目、《大電網(wǎng)運行狀態(tài)感知、風險評估、故障診斷與調(diào)度技術(shù)》等863項目和多項國家電網(wǎng)公司重大科技項目，并取得了豐碩的科技成果，曾獲國家科技進步二等獎2項，以及多項省部級科技進步獎。著有《能量管理系統(tǒng)（ems）》、《電力系統(tǒng)狀態(tài)估計》、《現(xiàn)代電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度》、《發(fā)電廠及電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行》、《電力市場》等多本專著。（蘇民）
