项目编号 | 936-2019-J013 |
项目名称 | 新能源发电机电暂态通用化建模与参数整定关键技术及应用 |
候选单位 | 中国电力科学研究院有限公司 国网冀北电力有限公司 三一重能有限公司 浙江大学 国网甘肃省电力公司 华北电力科学研究院有限责任公司 |
候选人 | 金一丁 汤海雁 徐希望 李光辉 年 珩 何 飞 张 隽 张柏林 葛路明 杨彦霞 |
项目简介 | 近十年来我国新能源持续快速发展,呈现“集群化开发、弱电网接入、特高压直流送出”三大特征,暂态稳定问题突出,导致新能源并网能力及特高压通道输送能力受限,是新能源消纳主要制约因素。现有新能源发电机模型缺乏普适性、准确性,远不能满足电力系统仿真计算需求,迫切需要解决准确仿真新能源机组交直流故障下响应特性的问题,优化控制策略,提升电网消纳能力。
建立可信、精确、实用化模型面临诸多难题:①设备厂商众多且机型上百个,不同厂商不同型号设备的特性差异显著,通用化建模难;②设备控制参数众多,准确建模需要大量测试工况支撑,现场试验工况和测点有限,无法满足模型参数整定需求;③设备并网特性随工况改变,面对众多的实测数据,参数整定难,且准确度缺乏评价依据;④不同电网条件对设备控制性能有不同要求,适应不同电网特性需求的控制策略优化难。
项目依托国网公司科技项目及上百种型号机组几十万条型式试验及现场测试曲线,提出了新能源发电通用化建模和参数整定方法,并应用于电网仿真,主要创新如下:①通过海量故障穿越样本曲线分析提炼出新能源故障穿越特征要素,提出了新能源机组故障穿越策略统一表征方法,实现多样化故障穿越特征形态的通用化模拟。②提出了风电机组控制硬件在环建模仿真模型分割及实时同步方法,基于高/低电压穿越型式试验数据的控制硬件在环模型校核技术,建立了风电机组全工况故障数据库,解决现场测试工况与测点数量有限的问题。③提出了模型主导参数整定和回归泛化技术,实现了新能源机组适应多工况的模型参数整定,建立了试验数据差异化区间分段方法和模型误差四维评价指标体系,解决模型准确度无法定量评估的难题。④基于电网稳定性与新能源控制参数的敏感性分析,提出了新能源有功、无功电流与电压随动的故障穿越控制策略,解决复杂电网条件下单一控制策略难以适应不同电网调控需求的问题。项目获发明专利10余项,发表SCI/EI论文近30篇,出版专著1项,发布国标2项,行标1项。
成果应用于冀北张南和甘肃祁韶直流近区新能源基地,缓解了弃风限电问题,新能源送出能力分别提高了约80%和50%,发电量提高20.63亿千瓦时,并推广应西藏、新疆、宁夏、青海等地,为我国新能源的可靠并网和安全消纳提供了技术保障。
项目支撑了北京新能源高科技产业的快速发展,近3年为北京新增产值36.18亿,保障了冀北新能源基地的稳定运行,为保证北京电力供应的安全可靠、绿色环保,做出了巨大贡献。
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