以先進(jìn)仿真技術(shù)支撐新型電力系統科學(xué)構建+ 查看更多
以先進(jìn)仿真技術(shù)支撐新型電力系統科學(xué)構建
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發(fā)布日期：2023-11-11 09:08
鑒定會(huì )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)規劃分析等方面解決了一系列實(shí)際問(wèn)題，說(shuō)明了構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(mǎn)足了含世界上體量最大新能源的電網(wǎng)仿真需求。
構建適應新形勢的高效精準仿真體系
新能源高占比大型交直流電力系統仿真平臺提出多項技術(shù)創(chuàng )新，構建適應新形勢的高效精準仿真體系，整體解決了制約大電網(wǎng)仿真規模、精度和效率的瓶頸問(wèn)題。
一是提出了大型電力系統微秒級電磁暫態(tài)高效仿真技術(shù)。含大規模新能源、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(gè)省、自治區和直轄市，輸電線(xiàn)路長(cháng)度超過(guò)150萬(wàn)公里，系統規模超過(guò)10萬(wàn)個(gè)電力節點(diǎn)。
二是攻克了復雜電力電子設備的高精度建模仿真技術(shù)。一方面，面對數百萬(wàn)新能源設備，構建4大分類(lèi)覆蓋超百種型號、動(dòng)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備難以精確仿真的難題；另一方面，面對千萬(wàn)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?；旌戏抡婕夹g(shù)，實(shí)現了接入15回超/特高壓直流控保裝置的含數萬(wàn)數字-模擬交互信號的萬(wàn)節點(diǎn)級高精度數?；旌戏抡?，解決了大電網(wǎng)場(chǎng)景下的所有大型直流輸電工程的精確仿真難題。
三是研制了適應強不確定性和海量工況的高效精準仿真系統。研發(fā)世界首套基于國產(chǎn)超算的大電網(wǎng)云仿真系統，面對靈活多變的上萬(wàn)個(gè)電網(wǎng)運行方式，以前需要近一個(gè)月的計算分析時(shí)間降低到現在不足一個(gè)小時(shí)，實(shí)現了面向海量工況的電磁暫態(tài)離線(xiàn)高效仿真與在線(xiàn)安全校核。
仿真平臺的工程化應用成果顯著(zhù)
仿真平臺全面支撐了新型電力系統規劃、運行計算及策略驗證等工程化應用。其中，大規模新能源經(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用，開(kāi)展了針對新能源孤島、張北四端柔直和華北交流系統的電磁暫態(tài)仿真建模研究，通過(guò)多種運行方式和故障類(lèi)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的運行特性和故障特性。
基于國產(chǎn)化全數字電磁暫態(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(gè)交直流故障，共計8000個(gè)工況的電磁暫態(tài)仿真計算。經(jīng)過(guò)與實(shí)際運行曲線(xiàn)對比，仿真平臺的準確性和效率性得到了實(shí)際驗證，真正實(shí)現了為大電網(wǎng)安全穩定運行保駕護航的目標。
仿真平臺建設成果在國家電網(wǎng)全面應用，成為標準生產(chǎn)工具，支撐交直流電網(wǎng)控制策略制定、“十四五”規劃方案研究等工作，保障了新能源和直流快速發(fā)展下的電網(wǎng)安全運行。在設備廠(chǎng)家、科研院所和高等院校應用，開(kāi)展電力電子新設備研發(fā)和測試，研究了含分布式電源的配電網(wǎng)負荷特性，分析了新能源集中并網(wǎng)引發(fā)的新型穩定問(wèn)題，支撐實(shí)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(huì )一致認為，新能源高占比大型交直流電力系統仿真平臺的建成，解決了國家級軟件工程國產(chǎn)化問(wèn)題，全面提升了對復雜電力系統的認知和調控能力，為電網(wǎng)安全運行和科學(xué)發(fā)展提供了堅強支撐。應用成果全面支撐了我國電力系統規劃設計方案論證、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(zhù)的社會(huì )經(jīng)濟效益，有力保障了電網(wǎng)安全穩定運行，支撐新型電力系統科學(xué)構建和能源電力綠色低碳轉型。