特高压交直流多直流在线协调决策整体解决方案

 

客户需求

  随着远距离、大容量跨区特高压交直流大电网的发展,有效提升大范围资源优化配置能力的同时,也给电网的安全稳定运行带来巨大的挑战。交直流、多直流间的交互影响日益凸显,各级电网之间安全稳定耦合特性日趋紧密,直流系统的输电能力受制于送、受端电网的多种安全稳定约束,关键交流断面的输电能力与直流系统的输送功率密切相关。

  面对安全稳定特性日益复杂的特高压交直流、多直流电网,如何保证大电网的安全、稳定、经济运行成为各级电网调度运行需要解决的首要问题。目前基于离线研究制定的调度、控制策略难以适应复杂多变的电网运行方式,存在失配的风险,而现有在线系统也缺乏交直流、多直流协调决策的功能,无法为调控人员及时提供决策技术支撑。亟需开展特高压交直流、多直流在线协调决策关键技术的研发。

方案概述

                            

                                          交直流、多直流在线协调决策系统构架

  紧密围绕特高压交直流多直流混联电网调度运行与控制的需求,采用“集中优化决策-分层分区协调控制”理念,基于D5000统一平台,构建包括调度中心站、协调控制主站、控制子站和执行站的四层闭环在线交直流协调决策控制系统,提升特高压大电网多区域多级调度交直流、多直流协调决策与控制能力。

  调度中心站基于安全稳定量化技术和集群并行计算技术,实现交直流混联电网运行状态在线精确识别、全局三道防线交直流协调决策和在线策略可靠性判别;协调控制主站实现多区域交直流控制子站的协调控制和全局协调控制策略的下发;控制子站实现交直流故障判别、就地控制措施优化和全局、区域协调控制策略分解;执行站实现交直流控制策略的实时匹配和执行。

技术亮点

  采用的关键技术经查新均为国内外首创:

  1.提出基于广域多源信息的数据整合和电网运行状态识别方法,充分考虑电网SCADA、PMU、安控系统实时数据和离线典型方式数据,提高电网运行数据的精度和状态识别的可靠性。

  2.提出一套完备的预防、紧急、校正控制交直流措施安全稳定控制性能量化指标计算体系和融合集群并行计算的快速协调决策方法,实现了大电网多种安全稳定约束下交直流在线、实时协调决策,有效提升了交直流协调优化决策的速度和精度。

  3.提出在线协调控制策略的可靠性保障技术,通过可靠性判别实现离线与在线紧急控制策略的自动切换,提高在线控制策略的可靠性与时效性,解决在线策略适应实时工况快速变化难的问题,提升了应对复杂、相继故障的防御能力。

方案价值

  2014年国务院发布的《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》明确绿色低碳战略是四大能源发展战略之一,把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向。国家电网公司目前正加快发展特高压电网,推进“一特四大”战略和电能替代战略,转变能源发展方式,实现以清洁能源为主、化石能源为辅的战略转型。在此背景下,随着交直流、多直流在线协调决策技术的研发和推广应用,不仅为特高压交直流、多直流混联电网发展背景下国、分、省各级电网调度运行与控制人员提供强有力的技术支撑,保障大电网的安全稳定运行,进一步提升我国在大电网安全稳定分析与控制领域的技术领先优势,也为国家电网公司发展特高压混联电网、推进能源转变战略提供有力的技术保障,同时也将对保证我国能源战略的实施做出重大贡献。

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成功应用

  1.上海电网“大受端城市电网安全稳定预警和控制系统”已投入调度运行,该系统的建成多次成功化解了负荷高峰期给电网安全稳定运行带来的威胁,大幅提升了上海电网乃至华东电网应对严重交直流故障的能力和特高压交直流的受电能力;

  2.宁夏电网“特高压交直流、多直流协调控制系统”已投入调度运行,为调度运行人员进行交直流运行方式调整、在线紧急控制策略优化、实时校正控制决策提供了强有力的技术支撑,有效提升了特高压交直流混联电网运行特性把握和协调决策水平;

  3.特高压交直流、多直流在线协调决策技术目前正在国调、华中分调、西北分调、江苏省调等多个网省调进行推广应用,随着交直流混联大电网的快速发展,研究成果必将在国内得到广泛的应用,也将产生重大的社会和经济效益。

 

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