《大規模風電併網的運行風險預警與協調防禦》是依託山東大學，由王洪濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大規模風電併網的運行風險預警與協調防禦
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王洪濤
- 依託單位：山東大學
- 項目來源：國家自然科學基金
- 批准號：51177092
- 申請代碼：E0704
- 負責人職稱：教授
- 研究期限：2012-01-01 至 2015-12-31
- 支持經費：54（萬元）
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
國外風電併網運行中出現過的風電出力高風險爬坡事件曾給電網造成過很大損失。在我國大規模高集中風電接入系統的背景下安全問題更加嚴峻，高風險爬坡事件呈現出難建模、難預測、難防範的顯著特點。本課題在時間序列數據分析、風場局地氣候與風機地理布局以及風機功率限制與狀態切換三個層面上逐層深入研究極端氣候條件下風電場功率波動特性的建模和仿真，消除了傳統風場模型在極端事件下的不適用性。提出綜合運用高精度數值天氣預報、機率統計以及智慧型模式識別技術，建立高風險爬坡事件智慧型線上滾動預測模型，通過長過程仿真計算，給出計及風電預測誤差的運行風險機率，對大規模風電接入運行風險進行評估與預警。協調防禦體系的最佳化機制方面，在空間域利用分解協調的理念將最佳化問題分解為主-從疊代問題，在時間線上採用時序遞進、滾動協調方式通過邊界約束實現滾動計畫與既定計畫的協調，建立適應多時空、多目標、全工況的協調防禦體系。
結題摘要
本項目以我國大規模風電開發與集中接入電力系統為背景，結合國內外風電發展過程中出現的問題，分析了風電場大範圍出力集中爬坡等高風險事件的產生機理、特徵及其影響因素，開展了基於高風險事件預測的電力系統運行風險預警以及基於調度與控制的協調防禦理論研究。在對風電場爬坡事件的發生和發展動態演化過程研究中，考慮了極端氣候造成的驅動能量隨機性及其實際作用在風電機組上的風能時間尺度、空間尺度的波動特性，以極端冰雪天氣為例，在現有風電場發電模型的基礎上，對風電場短時間尺度內的出力進行了模擬，為風電場高風險爬坡事件的預測提供參考。在大規模風電接入系統運行風險評估與預警技術研究上，提出了採用基於“時頻”變換方法的風電功率波動性模型，建立了風電功率波動風險指標體系，計及天氣因素從系統側評估風電場功率波動對運行風險的貢獻程度；通過對常規機組可能停運時刻和對應的運行狀態分別進行抽樣，考慮了爬坡事件與常規機組停運之間的時序關係對評估結果的影響；為便於調度人員根據風險可接受程度採取相應預防控制措施，在考慮爬坡事件與常規機組停運之間時序關係的基礎上，運用前景理論的機率修正方法，提出了一種適用於風電功率高風險爬坡事件的系統運行風險評估模型。在應對大規模高集中風電場高風險爬坡事件的多時空尺度協調防禦的研究上，建立了應對大規模高集中風電爬坡的有限度控制方法體系框架；提出了一種基於競爭博弈的風電爬坡協同控制策略；提出了基於信息差距決策理論(IGDT)魯棒模型的風電爬坡事件協調調度決策方法；建立了多時間尺度下應對風電爬坡事件的備用決策方案；進而多角度研究了提高電網安全穩定運行的各項保障技術，使預防控制、緊急控制、校正控制和恢復控制能更有效地協調處置高風險爬坡事件等極端條件下的運行場景，建立了適應多時空、多目標、全工況的大規模風電接入電網的安全防禦理論體系。
