[00127318]新疆大规模能源基地风、光联合外送的网源协调规划技术研究与应用

新疆地区含有丰富的煤炭资源与新能源资源,目前正在建设多个大型能源发电基地,是“西电东送”工程的重要组成部分。大规模风电、光伏的集群接入以及交直流联网运行对新疆电网的安全稳定运行带来了一定不确定因素,亟需建立合理的风电、光伏及火电联合外送的源网协调规划体系。项目立足解决大规模风电、光伏集群接入以及交直流联网工程对新疆电网的安全稳定问题,旨在满足大规模新能源集中接入以及直流外送的电网规划需求。 随着送端风电、光伏及火电大规模打捆外送,电源优化配置、送端电网稳定性、暂态控制及规划效果评估等环节面临一系列难题：1)送端风电、光伏及火电大规模集中外送,风、光及火电打捆比例成为制约资源优化配置关键问题;2)规划效果评估中量化新能源消纳环境效益和弃电因素困难;3)新能源集群的容量分组和接入点决策受多重复杂因素制约;4)严重故障时,单纯切除火电机组难以保证含大规模新能源的送端电网的稳定恢复;5)大功率送、受端地区电网解列后送端电网的电压、频率失稳。项目团队聚合产学研用整体优势,围绕上述难题开展了大量工作,在风电、光伏及火电联合外送的源网协调规划方法与关键技术方面取得了多项创新： 1、结合火电调节能力和风电、光伏出力特性,建立了常规机组、负荷、新能源出力概率模型,提出了基于生产运行模拟的特高压直流送端风光火打捆外送容量协调优化计算方法。解决了特高压直流送出电源优化配比问题。 2、建立了新能源并网环境效益评估模型,提出了考虑电源特性、网架约束、环境效益的多源优化协调策略,提出了考虑电网长期调峰能力和短期稳定运行约束的新能源消纳能力计算方法,实现了新能源消纳能力和环境效益的量化评估。 3、搭建了风、光等多形态电源外特性模型,建立了计及大规模新能源影响的电源规划评价指标体系。在此基础上,采用多目标优化及多属性决策理论,提出了大规模新能源集群接入点选择和接入容量优化方法,解决了新能源电源优化接入问题。 4、计及新能源基地故障后的连锁脱网特性,提出了兼顾功角稳定与功率振荡恢复速度的双目标暂态切机控制方法,解决了切机策略中风火协调问题,提高了送端电网的安全稳定水平。 5、基于新疆地区送、受端电网与主网解列后的电压及频率变化特性,提出了广域励磁控制技术,实现了机组群励磁协调控制,解决了大功率送、受端地区电网解列后新疆电网的电压、频率失稳问题,维持了新疆电网的稳定性。 项目完成技术报告7本,发表论文40篇（SCI 12篇,EI 15篇）,授权发明专利5项,登记软件著作权4项、编制企业标准0项。项目成果应用于哈郑直流配套电源接入方案规划和西北主网架优化;累计实现238.1亿千瓦时新能源电量外送,新增利润约5.7亿元。项目经中国电机工程学会成果鉴定,整体达国际先进水平,其中考虑接入点和接入容量优化的大规模新能源电源优化方法、兼顾功角稳定与功率振荡恢复速度的双目标暂态切机控制方法、新能源消纳能力和环境效益的量化评估3个方面达国际领先水平。项目成果可用于指导我国大型能源集中开发外送的规划方案设计、安控策略制定、规划效果评估。