科创中国
高密度分布式电源建模仿真及运行控制技术
发布时间: 2021-11-10
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
新技术
行业领域：
新一代信息技术产业,信息传输、软件和信息技术服务业
成果介绍
分布式发电是加强可再生能源利用的重要途径。目前全球可再生能源发电装机容量已超过2300GW，预计2020年产业投资将达到3530亿美元。大力开发分布式电源对建设美丽新中国、精准扶贫、推动能源革命和实现能源可持续发展具有重要意义。 大量分布式电源接入电网，极大增加了电网复杂性和控制难度，消纳高密度分布式电源在建模仿真、运行调控等方面存在巨大挑战：风光等新能源具有间歇性和波动性，运行模式多样，控制手段缺乏；分布式电源模型维数高，分散分布且数量多，精确建模困难；电磁、机电暂态和慢动态特性贯穿仿真全过程，难以全面兼顾仿真速度、精度及时间尺度。 依托国家自然科学基金和国家863计划，项目团队历时近6年联合攻关，通过自主创新实现了高密度分布式电源建模仿真与运行控制关键技术的重大突破。主要创新：①首创了以聚类等值建模和模型误差修正为核心的高密度分布式电源混合建模框架，解决了分布式电源高精度等效建模的难题；②提出了基于高精度快速仿真算法、模型优选技术和自动变步长方法的多时间尺度仿真理论体系，并发明了国际首套适应高密度分布式电源集群接入的实时仿真装置，最大解算规模>10万个节点，抖动时间<3μs；③提出了分布式电源动态协同、牵制协同和预测协同控制方法，基于局部信息交互实现本地决策类全局优化，控制成本降低了30%，供电可靠性达到***%，显著提升了分布式电源的电网友好性。项目获授权发明专利26项、软著4项，发表论文53篇，SCI论文36篇（其中国际权威学术期刊IEEE Trans.论文14篇，ESI高被引论文3篇），SCI他引454次，获中国仿真学会和IEEE学会优秀论文各1次，日内瓦国际发明展金奖1次。 本项目成果已在江苏、北京、福建、湖北、宁夏等地区40余个分布式发电工程获得应用，2015~2019年直接经济效益***亿元，新增利润***万元。项目成果为分布式电源规划、运行提供了科学有效的决策依据，实现了分布式电源建模仿真技术和实时仿真装备的国际引领。
成果亮点
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