《面向区域配电网的分布式能源并网调度关键技术及应用》

由于资源和环境的双重压力,以风、光以及电动汽车为代表的分布式能源技术近年来受到了社会的普遍关注,发展极为迅速。区域配电网是分布式能源接入电网,并与相邻常规负荷进行“绿色电力”柔性互动的关键环节。然而,分布式能源的随机间歇性、时空耦合性以及高渗透性等特征,给区域配电网的能量并网、调度管理问题带来了极大挑战,相关研究与实践亟待深入。

该项目针对区域配电网环境下的分布式能源并网、调度关键技术,与电力企业进行联合攻关,取得了以下创新成果:(1)开发了基于分布式能源接入的区域配电网一体化新能源系统,实现了对清洁能源的高效利用和柔性管理。具体包括:设计构建了由光伏、风电、储能、逆变器以及负载等组成的区域型多能互补分布式新能源系统;提出了基于CAN Bus的新能源主/从并网控制策略;提出了基于正反馈间歇性主动移频技术的实用化孤岛检测方法。(2)提出了适用于新能源接入的新型功率跟踪技术和能量预测方法,实现了对光伏等不确定性分布式能源并网功率的精确获取。具体包括:设计了基于超前滞后跟踪控制策略的光伏发电逐日跟踪控制系统及相关硬件电路;提出了基于定电压跟踪法和自适应占空比扰动法相结合的最大功率点跟踪算法;提出了基于灰色-马尔可夫链统计组合模型的新能源功率预测方法。(3)建立了综合考虑分布式能源随机特性的节能减排调度新模型,实现了对风电等间歇性接入功率的有效管理和多源协同增效。具体包括:构建了考虑风电随机接入的多目标机会约束规划静态调度模型;提出了基于爬坡约束限制的含风电场环境经济调度动态模型;提出了基于电动汽车有序接入的新能源系统动态节能减排调度模型。(4)构建了基于计算智能技术与多属性决策理论的多目标复杂调度问题新解法,实现了区域电网调度环境下分布式能源系统的最优调度决策。具体包括:提出了基于MOEA/D算法与多属性决策理论的环境经济调度新解法;提出了基于加和排序的多目标差分进化调度求解算法;提出了复杂约束调度问题的启发式动态约束处理方法。

以上创新集成的分布式能源并网调度系统,能实现风、光、车、储等多元化新能源的智能化接入与管理,主要技术指标满足《分布式电源并网技术要求(GB/T33593-2017)》、《微电网接入电力系统技术规定(GB/T33589-2017)》、《国家电网调度控制管理规程(国家电网调[2014]1405号)》等电能质量、电力调度相关国标及规程要求。该项目技术成果已在郑州问鼎电力设计有限公司、郑州奥尔威科技有限公司、郑州力得电气自动化有限公司、河南诚控智能科技有限公司等多家企业,以及河南中昶光伏能源科技有限公司、淇县中光太阳能有限公司等多家用户使用,经专家鉴定和企业反馈表明,项目成果设计合理,技术先进,控制效果好,能源利用率高,总体技术达到国内领先水平,部分技术达到国际先进水平,累计实现经济效益10911万元,具有较高的推广应用价值和良好的社会效益。

该项目已在国内外重要学术刊物上发表研究论文12篇,其中SCI、EI收录7篇,中文核心期刊8篇;申请发明专利4项,其中授权2项,培养博士研究生1人,硕士研究生5人。

成果说明

自项目开展以来,在前期工作的基础上,已将主要研发技术成果在多家企业进行推广应用,取得了良好的效果。 郑州问鼎电力设计有限公司作为本项目相关成果的合作研发单位,将分布式能源并网管理技术应用于实际工程项目的设计与施工中,实现了对用户的风、光、储等多元化新能源的智能化接入管理和控制,给企业带来了显著的经济和社会效益;郑州奥尔威科技有限公司将本项目的能量调度相关技术成果,应用于电力实训系统中,相比于其它类似算法和软件,本项目方案的计算速度快,收敛特性好,功能完善,运行可靠,很好的解决虚拟仿真环境下风、光并网的动

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