以先進(jìn)仿真技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)科學(xué)構(gòu)建+ 查看更多
以先進(jìn)仿真技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)科學(xué)構(gòu)建
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發(fā)布日期：2023-11-11 09:08
鑒定會上，項目在大電網(wǎng)安全、提升電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平、電網(wǎng)規(guī)劃分析等方面解決了一系列實際問題，說明了構(gòu)建的仿真平臺的有效性。中國科學(xué)院院士周孝信指出，近10年電力系統(tǒng)發(fā)生翻天覆地的變化，項目面向國家重大需求，在難度和深度上深入工作，取得了重大突破，滿足了含世界上體量最大新能源的電網(wǎng)仿真需求。
構(gòu)建適應(yīng)新形勢的高效精準(zhǔn)仿真體系
新能源高占比大型交直流電力系統(tǒng)仿真平臺提出多項技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建適應(yīng)新形勢的高效精準(zhǔn)仿真體系，整體解決了制約大電網(wǎng)仿真規(guī)模、精度和效率的瓶頸問題。
一是提出了大型電力系統(tǒng)微秒級電磁暫態(tài)高效仿真技術(shù)。含大規(guī)模新能源、直流輸電的國家電網(wǎng)全部骨干網(wǎng)的微秒級電磁暫態(tài)仿真，覆蓋了中國大陸26個省、自治區(qū)和直轄市，輸電線路長度超過150萬公里，系統(tǒng)規(guī)模超過10萬個電力節(jié)點。
二是攻克了復(fù)雜電力電子設(shè)備的高精度建模仿真技術(shù)。一方面，面對數(shù)百萬新能源設(shè)備，構(gòu)建4大分類覆蓋超百種型號、動態(tài)特性與封裝模型基本一致的新能源模型庫，解決了海量電力電子電源設(shè)備難以精確仿真的難題；另一方面，面對千萬千瓦級的大型直流輸電工程，攻克了大型交直流電網(wǎng)高精度數(shù)?；旌戏抡婕夹g(shù)，實現(xiàn)了接入15回超/特高壓直流控保裝置的含數(shù)萬數(shù)字-模擬交互信號的萬節(jié)點級高精度數(shù)?；旌戏抡?，解決了大電網(wǎng)場景下的所有大型直流輸電工程的精確仿真難題。
三是研制了適應(yīng)強不確定性和海量工況的高效精準(zhǔn)仿真系統(tǒng)。研發(fā)世界首套基于國產(chǎn)超算的大電網(wǎng)云仿真系統(tǒng)，面對靈活多變的上萬個電網(wǎng)運行方式，以前需要近一個月的計算分析時間降低到現(xiàn)在不足一個小時，實現(xiàn)了面向海量工況的電磁暫態(tài)離線高效仿真與在線安全校核。
仿真平臺的工程化應(yīng)用成果顯著
仿真平臺全面支撐了新型電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行計算及策略驗證等工程化應(yīng)用。其中，大規(guī)模新能源經(jīng)柔直送出的電磁暫態(tài)仿真技術(shù)在張北柔直工程中得到了全面應(yīng)用，開展了針對新能源孤島、張北四端柔直和華北交流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真建模研究，通過多種運行方式和故障類型的仿真試驗，分析了新能源孤島、張北四端柔直和華北交流系統(tǒng)的運行特性和故障特性。
基于國產(chǎn)化全數(shù)字電磁暫態(tài)仿真軟件，我們完成了張北柔直工程送電能力分析工作，包括40余種交直流運行方式、200多個交直流故障，共計8000個工況的電磁暫態(tài)仿真計算。經(jīng)過與實際運行曲線對比，仿真平臺的準(zhǔn)確性和效率性得到了實際驗證，真正實現(xiàn)了為大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行保駕護(hù)航的目標(biāo)。
仿真平臺建設(shè)成果在國家電網(wǎng)全面應(yīng)用，成為標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工具，支撐交直流電網(wǎng)控制策略制定、“十四五”規(guī)劃方案研究等工作，保障了新能源和直流快速發(fā)展下的電網(wǎng)安全運行。在設(shè)備廠家、科研院所和高等院校應(yīng)用，開展電力電子新設(shè)備研發(fā)和測試，研究了含分布式電源的配電網(wǎng)負(fù)荷特性，分析了新能源集中并網(wǎng)引發(fā)的新型穩(wěn)定問題，支撐實際直流控保裝置的控制策略分析及試驗測試。
最后，鑒定委員會一致認(rèn)為，新能源高占比大型交直流電力系統(tǒng)仿真平臺的建成，解決了國家級軟件工程國產(chǎn)化問題，全面提升了對復(fù)雜電力系統(tǒng)的認(rèn)知和調(diào)控能力，為電網(wǎng)安全運行和科學(xué)發(fā)展提供了堅強支撐。應(yīng)用成果全面支撐了我國電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計方案論證、運行控制策略制定、重大裝備研發(fā)測試等工作，并推廣至巴西、葡萄牙等海外“一帶一路”工程，取得了顯著的社會經(jīng)濟效益，有力保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，支撐新型電力系統(tǒng)科學(xué)構(gòu)建和能源電力綠色低碳轉(zhuǎn)型。