网源协调

以数字化和自动化为基础的信息化与智能化技术发展为智慧电厂的建设创造了条件,主要体现在大数据、物联网、可视化、先进测量与智能控制等技术在发电厂生产运行与管理维护中的系统化应用。智能巡检、智能检测与闭环优化、智能燃料、智能诊断、网源协调、决策支持、可视化仿真与运维辅助等是智慧电厂的典型技术研究方向,部分关键技术正逐步形成应用成果。

项目在国家自然科学基金、国家电网公司科技项目支持下，产学研用协同攻关，攻克了风电频率支撑、主动调压、故障穿越、建模仿真4大关键技术难题，主要创新为：①发明了风电机组虚拟惯量模糊自适应控制技术、风电场多源备用一次调频协调控制技术，虚拟惯量响应时间小于200ms，实现了风电的频率快速主动支撑；②提出了风电场多时变无功源电压协调控制方法，实现了无功环流与电压波动的主动抑制，动态无功裕度提升30%；③提出了风电机组连续高低电压故障穿越技术，耐压范围拓展为0至130%Un，实现了对电网连锁故障的自适应穿越；④突破了基于全场景复现和机端电压聚类的风电场等值建模技术，仿真与实测结果偏差小于2%，拓展了电力系统安全稳定边界，释放了风电接纳容量。项目获授权发明专利25项、发表论文45篇，主持国际标准1项，国家标准2项，行业标准10项。 项目在山西省首次实现了风电网源协调示范应用，并在全国率先完成长治虹梯关风电场并网评价，颁发了国内首张并网认证证书，牵头编制风电场并网符合性评价国际标准，获IEC颁布实施。经院士领衔的专家委员会鉴定，项目成果达到国际领先水平。

本项目属于节能减排技术领域，中电机鉴定：“整体达到国际先进水平，其中高背压和热泵供热一体化技术方案居国际领先水平”。 在当前排放总量及燃煤总量控制情况下，如何满足城市供热需求，是现在能源利用和节能减排面临的主要问题。另一方面，热电厂汽轮机余热不能全部回收，2×300MW供热机组由此造成的年余热损失相当于4-5万吨标煤，同时热网热源缺乏协调、汽机末级叶片安全等问题都制约了热电厂余热利用。 本项目是以全厂汽轮机余热供热最大化为目标的关键技术，首次提出多技术路线耦合的余热供热方案，研发了基于物联网的智能网源协调调度系统，创新了余热供热汽轮机末级叶片安全监控方法。研究成果及示范工程表明，项目在实现了汽轮机余热全部回收的同时，余热供热能力提升了一倍。

随着风、光等清洁能源接入电力系统的比例逐年攀升，电力系统已整体呈现电源侧多形态聚合和电网侧多层次接入的典型特征。在电源侧，风光储等不同形态能源聚合、集中式与分布式并存，其出力的不确定性表征更加复杂、相互影响程度更高；在电网侧，清洁能源规模化分层接入不同电压等级，其潮流分布的不确定性渗透至各级电网，网源协调、输配协调难度加大。传统电网规划技术难以解决大规模清洁能源并网背景下电网科学发展的难题。因此，本项目以高比例清洁能源渗透的输配电网为研究对象，分析了清洁能源多形态多层次接入特点，提出了高比例清洁能源接入的电网高效规划关键技术，为国家能源转型提供重要支撑。

项目从根本上改变传统技术监督和服务模式，合理优化资源，提高技术监督效率，实现技术监督信息化、智能化和动态化。为电网的调峰、调频、调压和安全运行提供技术支撑；全面掌握并网机组的发电能力和调节能力，指导电力企业以安全、高效、节能、环保、经济为目标导向的生产经营管理；实现对电力工业全链条的实时、动态监督与管理，为电力监管决策和市场化调节提供数据支持。 平台构建了电力在线监测、分析优化、评价、全过程动态监督与服务技术体系，全面提升电力网源协调技术管理、机组安全运行、节能减排、供热调峰、设备可靠性在线分析诊断等能力，提高了电力行业技术监督与服务水平，具有良好经济效益和重要社会意义，推广应用价值大。