混合電網(wǎng)仿真技術 贏在未來電網(wǎng)的“起跑線”

正在建設的江蘇同里交直流混合接入可再生能源系統(tǒng)、張家口黃帝城100%可再生能源小鎮(zhèn)交直流系統(tǒng)……近日，記者了解到，這些都采用了中國科學院電工研究所分布式能源與智能電網(wǎng)團隊、中國電力科學研究院有限公司等合作研發(fā)的新能源交直流混合電網(wǎng)仿真關鍵技術與平臺。該平臺包括軟硬件仿真器、控保模擬系統(tǒng)及其接口系統(tǒng)，填補了國內(nèi)外空白。

電網(wǎng)的運行特征不斷變化，為保證規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)復雜的新能源交直流混合電網(wǎng)的安全可靠運行，出于經(jīng)濟與技術層面考慮，必須采取有效的仿真手段對系統(tǒng)穩(wěn)定特性、運行和控制技術進行全面深入的研究。

“新能源交直流電網(wǎng)具有節(jié)點規(guī)模龐大、多端直流控制方式靈活等特點，這限制了現(xiàn)有交流穩(wěn)態(tài)潮流計算模型的計算能力。另外，現(xiàn)有仿真技術難以實施綜合的在線動態(tài)安全評估和預警，無法為電網(wǎng)規(guī)劃設計、調(diào)度運行等部門提供相應的輔助決策服務。”中國科學院電工研究所研究員裴瑋說。

新能源交直流混合電網(wǎng)仿真技術，即通過仿真建模,驗證新能源交直流混合電網(wǎng)模型的正確性，進而獲得新能源交直流混合電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)特性和故障特性,為新能源交直流混合電網(wǎng)的深入研究奠定理論基礎。

“在可再生能源大規(guī)模發(fā)展的背景下，融合多種可再生能源，構(gòu)建新一代電/氣/冷/熱綜合能源系統(tǒng)，是未來能源發(fā)展的主要任務，但是也面臨諸多應用層面的挑戰(zhàn)，其多物理域仿真及測試技術將體現(xiàn)出至關重要的作用。現(xiàn)有的多能源互聯(lián)建模與仿真方法，基本上考慮能源轉(zhuǎn)化設備及系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模型，對能源轉(zhuǎn)換設備的動態(tài)甚至暫態(tài)過程欠缺考慮，暫態(tài)現(xiàn)象仿真往往為人所忽略。”中國科學院電工研究所研究部第一任主任、研究員齊智平說。

為滿足模擬分布式能源系統(tǒng)多物理域，在不同物理環(huán)境下真實特性的需求，研究團隊在已有電力系統(tǒng)仿真基礎上，開展分布式多能源系統(tǒng)多物理域建模理論與實時仿真技術研究，為分布式能源供能系統(tǒng)示范預期特性和效果提供理論驗證和仿真指導。

“交直流混合電網(wǎng)仿真關鍵技術與平臺可為交直流電網(wǎng)實際規(guī)劃、設計、運維等提供多層次、多維度的決策依據(jù)，避免了盲目建設投資帶來的巨額損失，大幅度提高了在線決策可信度。”齊智平說。