项目编号	K08-2024-J008
项目名称	支撑新型电力系统稳定运行的新能源机组并网控制关键技术及应用
候选单位	华北电力科学研究院有限责任公司 清华大学 华北电力大学 金风科技股份有限公司 阳光电源股份有限公司 华锐风电科技（集团）股份有限公司 国电联合动力技术有限公司
候选人	谢小荣 吴林林 刘其辉 徐曼 梁城 刘志 苏田宇 武磊 王峰 王德胜
项目简介	当前至2030年，是新型电力系统建设的加速转型期。随着新能源渗透率快速增长，新型电力系统“双高”特性已成为影响系统稳定运行的关键，系统稳定问题出现新形态：一是，机组控制反复切换触发高/低穿，引发非固定周期的宽幅电压波动，导致机组大面积脱网；二是，单相故障切除后，工频电压超调和电路谐振高频分量叠加引发暂态过电压，幅值高达1.6p.u.，导致设备损坏；三是，运行工况多变引发频率宽泛且时变的电磁振荡，导致定频率抑制方法失效，系统出现持续等幅振荡。这三类问题严重威胁了电网安全，成为制约新能源高效消纳的重大技术难题，亟需明晰其发生机理、升级仿真分析工具、从源头即机组侧提升系统支撑能力、创新防控手段。 在国家自然基金重点项目等支持下，项目通过产学研用联合攻关，攻克了新能源机组支撑新型电力系统的关键技术难题，取得4项技术创新： 1）揭示了新型电力系统新能源宽幅电压波动、单相故障暂态过电压、宽频带时变振荡的关键特征，明晰了其在新能源暂/稳态控制与弱电网耦合作用下的发生机理，为机组并网控制优化奠定了理论基础。 2）提出了兼顾时域/频域特性一致性的新能源机群聚合等值方法，研发了多层级分块并行与多仿真机多速率交互仿真技术，搭建了高性能全电磁暂态仿真平台，新能源规模≥2000万千瓦，仿真加速比≥30倍，暂态平均误差≤5%。 3）提出了基于故障穿越阈值切换与电流指令综合优化的新能源机组暂/稳态控制平滑切换方法，发明了基于暂态磁链和矢量定向误差双重补偿的新能源机组暂态控制策略，可有效抑制机组反复高/低穿，暂态过电压峰值降低30%。 4）提出了宽频带振荡全工况安全域构建方法，发明了基于附加式校正和嵌入式阻塞的全方式阻尼优化控制技术，实现了振荡高风险机组的高效定位和振荡的精准抑制。 项目获授权发明专利42项，制定了新能源并网振荡领域的首个IEC国际标准，编制国/行标3项，发表论文26篇，其中SCI/EI检索20篇，出版专著4部。院士专家组成的鉴定委员会认为项目整体技术处于国际领先水平。 项目近三年直接经济效益超三十亿元。核心技术应用于金风、远景等风电厂商和阳光、上能等光伏厂商的主力量产机型，机型达145种，推广应用于我国“三北”大规模新能源汇集地区，累计提升张雄特高压、锡泰特高压等工程新能源送出能力290万千瓦，有力保障了“京津冀”地区电力稳定供应。装备输出至澳洲和南非等国家和地区，提高了我国新能源装备自主创新水平和国际竞争力，社会经济效益显著。
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