近年來以特高壓為骨干電網、各級電網協調發(fā)展的堅強智能電網，為能源優(yōu)化配置和清潔能源消納創(chuàng)造了良好條件，同時也給互聯大電網的調度運行帶來了新的挑戰(zhàn)：互聯大電網多級協調優(yōu)化調度的挑戰(zhàn)，多類型間歇—常規(guī)電源協調運行的挑戰(zhàn)，大范圍、多時間尺度發(fā)輸電資源優(yōu)化配置的挑戰(zhàn)。
為解決大電網調度所面臨的上述挑戰(zhàn)，國家電網公司組織中國電科院等科研機構開展專項科研攻關;依托4項國網公司科技項目和1項國家自然科學基金，歷時5年，在互聯大電網多級多周期調度計劃及多類型能源互補優(yōu)化調度等方面取得了大量創(chuàng)新成果，開發(fā)了一系列調度計劃軟件，并投入實際生產運行。
近日，由中國電力科學研究院周京陽、潘毅、楊軍峰、崔暉、戴賽、丁強、涂孟夫、許丹、鐘海旺、王斌、李鍇、程鑫、朱澤磊、胡晨旭、張傳成、門德月、黃國棟、李曉磊完成的“考慮多元能源協調優(yōu)化的大電網多級調度計劃關鍵技術與應用”項目獲國家電網公司科技進步二等獎。
該項目研發(fā)了國分一體、國(分)省多級協調、省地協同調度技術，支撐了互聯大電網多級一體化調度;研發(fā)了大電網月/周機組組合技術，實現了火電與水電、風光清潔能源深度協調;研發(fā)了基于概率分析的多元能源協調調度技術，提升了發(fā)電計劃對新能源預測不確定性的適應能力。項目研究成果經中國電機工程學會鑒定整體達到了國際先進水平，其中調度計劃的國—分—省多級多時段協調優(yōu)化技術、大規(guī)模多元能源協調優(yōu)化技術兩方面達到國際領先水平。
在具體關鍵技術和創(chuàng)新點方面，該項目通過將時間、空間、安全、經濟在調度計劃業(yè)務中的深度融合，提出了國分一體、國(分)省協調及省地協同的發(fā)電調度整體框架，制定了調度計劃類數據規(guī)范、設計了標準業(yè)務流程、構建了多級協調和全網一體模式，支撐了大電網多級多周期協調優(yōu)化調度。
針對隨機—確定電源之間的互補優(yōu)化問題，提出了含時空相關性的多隨機因素累加影響快速分析方法，建立了量化描述安全運行域的發(fā)電計劃概率模型，實現了對發(fā)電計劃概率關聯約束執(zhí)行過程的量化控制，提升了發(fā)電計劃對新能源不確定性的適應能力。
提出優(yōu)化時段動態(tài)構建方法及基于虛擬供應函數的多區(qū)域分解協調策略，構建了考慮發(fā)輸電協調的大電網中長期機組組合優(yōu)化模型，提升了互聯大電網長時間維度資源優(yōu)化配置水平和電網安全預控能力。
建立了考慮數值天氣預報和源荷特性的母線負荷預測模型，提出了基于母線負荷預測改進和虛擬發(fā)電等值的省地電源協同調度模型及方法，實現了母線負荷精細化預測和省地協同優(yōu)化，提高了省地電網可調度資源的統(tǒng)籌利用水平。
提出了聯絡線計劃制定的上下級、送受端多耦合因素協調方法，構建了多類型電源和聯絡線計劃的全網一體化優(yōu)化模型，實現了總部、分部聯絡線及大電源計劃的一體化制定，支撐了電力電量平衡全景化分析和大型能源基地跨省區(qū)外送。
目前，項目成果已在國調、華北、華東、華中、福建、四川、江蘇等調控中心實現示范及推廣應用。項目實現了發(fā)電調度在多調度層級、多類型能源和多調度周期的安全經濟一體化協調優(yōu)化，提升了各級調度對發(fā)輸電資源的統(tǒng)籌優(yōu)化能力，支撐了跨省區(qū)資源優(yōu)化配置，促進了電網調度技術的進步。
項目直接經濟效益7795萬元。項目在遼寧、四川、福建等電網實現示范應用后，有效減少了棄風、棄水電量，產生了顯著的節(jié)能減排效益，累計折合節(jié)支2.3億元。隨著后續(xù)在國內各級電網的推廣應用，必將產生更大的經濟和社會效益。
據了解，中國電科院電力自動化所從上世紀60年代就開始發(fā)電優(yōu)化調度的研究和開發(fā)，是我國最早開展經濟調度和電力市場研發(fā)的單位，在電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)經濟調度、電力市場及電力系統(tǒng)調度自動化領域具有雄厚的技術開發(fā)實力、豐富的開發(fā)管理實施大型軟件的成功經驗和工程化經驗，研究和開發(fā)水平處于國內領先地位。在該項目領域，擁有電網安全與節(jié)能國家重點實驗室、電力系統(tǒng)仿真國家工程實驗室等國家級實驗室。
本項目研發(fā)團隊是國家電網公司“大電網智能分析與優(yōu)化調度技術”科技攻關團隊，該團隊承擔了“風光儲輸示范工程關鍵技術研究”等國家973項目、“大電網運行狀態(tài)感知、風險評估、故障診斷與調度技術”等863項目和多項國家電網公司重大科技項目“能量管理系統(tǒng)(EMS)高級應用軟件的開發(fā)”“智能電網調度技術支持系統(tǒng)試點工程關鍵技術研究與開發(fā)”“節(jié)能發(fā)電調度體系和關鍵技術研究”等，并取得了豐碩的科技成果。著有《能量管理系統(tǒng)(EMS)》《電力系統(tǒng)狀態(tài)估計》《現代電力系統(tǒng)經濟調度》《發(fā)電廠及電力系統(tǒng)經濟運行》《電力市場》等多本專著。