以先進仿真技術支撐新型電力系統科學構建+ 查看更多
以先進仿真技術支撐新型電力系統科學構建
+ 查看更多
發布日期：2023-11-11 09:08
鑒定會上，項目在大電網安全、提升電網經濟運行水平、電網規劃分析等方面解決了一系列實際問題，說明了構建的仿真平臺的有效性。中國科學院院士周孝信指出，近10年電力系統發生翻天覆地的變化，項目面向國家重大需求，在難度和深度上深入工作，取得了重大突破，滿足了含世界上體量最大新能源的電網仿真需求。
構建適應新形勢的高效精準仿真體系
新能源高占比大型交直流電力系統仿真平臺提出多項技術創新，構建適應新形勢的高效精準仿真體系，整體解決了制約大電網仿真規模、精度和效率的瓶頸問題。
一是提出了大型電力系統微秒級電磁暫態高效仿真技術。含大規模新能源、直流輸電的國家電網全部骨干網的微秒級電磁暫態仿真，覆蓋了中國大陸26個省、自治區和直轄市，輸電線路長度超過150萬公里，系統規模超過10萬個電力節點。
二是攻克了復雜電力電子設備的高精度建模仿真技術。一方面，面對數百萬新能源設備，構建4大分類覆蓋超百種型號、動態特性與封裝模型基本一致的新能源模型庫，解決了海量電力電子電源設備難以精確仿真的難題；另一方面，面對千萬千瓦級的大型直流輸電工程，攻克了大型交直流電網高精度數模混合仿真技術，實現了接入15回超/特高壓直流控保裝置的含數萬數字-模擬交互信號的萬節點級高精度數模混合仿真，解決了大電網場景下的所有大型直流輸電工程的精確仿真難題。
三是研制了適應強不確定性和海量工況的高效精準仿真系統。研發世界首套基于國產超算的大電網云仿真系統，面對靈活多變的上萬個電網運行方式，以前需要近一個月的計算分析時間降低到現在不足一個小時，實現了面向海量工況的電磁暫態離線高效仿真與在線安全校核。
仿真平臺的工程化應用成果顯著
仿真平臺全面支撐了新型電力系統規劃、運行計算及策略驗證等工程化應用。其中，大規模新能源經柔直送出的電磁暫態仿真技術在張北柔直工程中得到了全面應用，開展了針對新能源孤島、張北四端柔直和華北交流系統的電磁暫態仿真建模研究，通過多種運行方式和故障類型的仿真試驗，分析了新能源孤島、張北四端柔直和華北交流系統的運行特性和故障特性。
基于國產化全數字電磁暫態仿真軟件，我們完成了張北柔直工程送電能力分析工作，包括40余種交直流運行方式、200多個交直流故障，共計8000個工況的電磁暫態仿真計算。經過與實際運行曲線對比，仿真平臺的準確性和效率性得到了實際驗證，真正實現了為大電網安全穩定運行保駕護航的目標。
仿真平臺建設成果在國家電網全面應用，成為標準生產工具，支撐交直流電網控制策略制定、“十四五”規劃方案研究等工作，保障了新能源和直流快速發展下的電網安全運行。在設備廠家、科研院所和高等院校應用，開展電力電子新設備研發和測試，研究了含分布式電源的配電網負荷特性，分析了新能源集中并網引發的新型穩定問題，支撐實際直流控保裝置的控制策略分析及試驗測試。
最后，鑒定委員會一致認為，新能源高占比大型交直流電力系統仿真平臺的建成，解決了國家級軟件工程國產化問題，全面提升了對復雜電力系統的認知和調控能力，為電網安全運行和科學發展提供了堅強支撐。應用成果全面支撐了我國電力系統規劃設計方案論證、運行控制策略制定、重大裝備研發測試等工作，并推廣至巴西、葡萄牙等海外“一帶一路”工程，取得了顯著的社會經濟效益，有力保障了電網安全穩定運行，支撐新型電力系統科學構建和能源電力綠色低碳轉型。