完成單位：中國電力科學研究院、國網遼寧省電力有限公司

　　完成人：李強、蔡幟、丁強、于汀、盧靜、戴賽、羅衛華、周京陽、黃國棟、楊軍峰、杜佳桐、李森、車建峰、韓彬、崔暉

　　項目背景

　　隨著我國風力發電的大規模快速建設和儲能系統試點建設項目投入運作，風電功率固有的不確定性、間歇性和波動性特點對電網運作造成了重大影響。為保障我國大規模風電和儲能接入下電網的安全經濟運作，提高大規模風電並網消納和大範圍資源優化配置水準，迫切需要提升電網調度控制大規模風電和儲能系統的能力、提升對風電傳輸關鍵斷面的輸電裕度控制能力，促進大規模風電消納和節能減排。研發考慮大規模風電和儲能的有功無功協調控制系統成為一項重要而急迫的任務。

　　為解決上述問題，從2010年開始中國電力科學研究院等單位開展了“考慮大規模風電和儲能的有功無功協調控制系統研究與應用”項目的研究，研發了集考慮不確定因素的輸電裕度控制、考慮風電場景的安全校核與發電計劃的閉環調整、多週期發電計劃與AGC滾動協調、基於負荷和風功率變化趨勢辨識的無功電壓主動控制策略等功能于一體的有功無功協調控制系統，並投入實際應用。

　　項目簡介

　　項目屬於電力系統自動化領域。通過自主創新，形成了多項自主智慧財産權的創新性成果及發明專利。項目研發過程中，項目第一完成人李強，帶領項目團隊開展了關鍵技術攻關，在考慮不確定因素的輸電裕度控制、考慮風電場景的安全校核與發電計劃的閉環調整、多週期發電計劃與AGC滾動協調、基於負荷和風功率變化趨勢辨識的無功電壓主動控制策略等關鍵技術上取得突破。依託項目研究，共發表“風電功率預測誤差分段指數分佈模型研究”等論文8篇，申請“一種多源協調日前發電計劃方法”等專利11項(授權3項)、“中國電科院智慧電網調度技術支援系統儲能調度計劃V1.0”等軟體著作權5項。

　　本項目按照國家電網公司對電網調度計劃工作資訊化、科學化、精細化的總體要求，緊密結合大規模風電和儲能接入後對電網的影響，以提升含大規模風電和儲能的運作經濟性、安全性和智慧化為目標，設計、開發並建設了大規模風電和儲能的有功無功協調控制系統。項目成果在2012年9月應用於遼寧電力調度控制中心，並推廣應用到東北、黑龍江等調度中心。2015年2月12日，由中國電力科學研究院牽頭承擔的“考慮大規模風電和儲能的有功無功協調控制系統研究與應用”項目通過中國電機工程學會組織的成果鑒定。鑒定委員會認為：項目成果經評審整體達到國際先進水準，其中提出的基於多時段概率潮流和潮流置信區間的輸電裕度控制策略與方法達到國際領先水準。

　　技術創新點

　　項目在風功率預測模型演算法、大規模風電和儲能發電計劃與AGC協調控制、大規模風電無功控制等方面實現了技術突破與創新：

　　(1)提出基於氣候和地形劃分的分區域風電功率預測演算法，根據氣候地理特徵對風電場進行分區，由區域代表風電場擬合風電輸出功率總和。

　　(2)結合風電預測允許偏差和儲能系統對預測偏差的消納，提出考慮風電輸送通道能力的多時間尺度風火儲發電計劃。

　　(3)提出多時段概率潮流分析環節和潮流置信水準控制環節閉環迭代的輸電裕度控制方法，實現風電和儲能接入下考慮不確定因素的輸電裕度量化分析和控制。

　　(4)提出考慮風功率預測的調度計劃和AGC滾動協調優化方法，在多週期計劃中逐級考慮風電隨機性、儲能特性、機組出力特性和備用約束，為不同模式AGC機組應對不確定因素預留合理的調整範圍。

　　(5)將風電場群無功控制納入區域電網AVC中，提出基於負荷和風功率變化趨勢辨識的無功電壓主動控制策略。

　　成果應用及效益

　　2012年9月本項目研發的考慮大規模風電和儲能的有功無功協調系統在遼寧電網投入運作，2012年12月本系統推廣應用於東北電網、黑龍江電網等地。實際運作情況表明，系統功能全面、運作穩定可靠、控制策略合理，各電網對風電的接納能力有了明顯提高，人工調控明顯減少，減輕了調度人員的勞動強度，取得了顯著的社會效益和經濟效益，初步實現了大規模風電和儲能的協調調度計劃工作由經驗型向分析型、智慧型轉變。項目成果可推廣至全國大規模風電和儲能接入的電網，乃至國內外具有大規模風電和儲能接入運作特性的電網。

　　成果完成單位介紹

　　中國電力科學研究院電力自動化所從上世紀60年代就開始了發電優化調度的研究和開發工作，是我國最早開展經濟調度和電力市場研發的單位，在電力系統分析、電力系統經濟調度、電力市場及電力系統調度自動化領域具有雄厚的技術開發實力，豐富的開發、管理和實施大型軟體的成功經驗和工程化經驗，研究和開發水準處於國內領先地位。本項目研發團隊主體是國家電網公司“電網節能經濟調度技術”科技攻關團隊，該團隊承擔了《風光儲輸示範工程關鍵技術研究》等國家973項目、《大電網運作狀態感知、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，並取得了豐碩的科技成果，曾獲國家科技進步二等獎2項，以及多項省部級科技進步獎。著有《能量管理系統（EMS）》、《電力系統狀態估計》、《現代電力系統經濟調度》、《發電廠及電力系統經濟運作》、《電力市場》等多本專著。（蘇民）