学术研究和创新
(1)电力、能源系统多物理多尺度混合实时仿真
现代电力、能源系统多物理(多能源属性、多物性)宽时间尺度暂态动态过程紧密耦合,混合仿真是其分析最为有效和理性的技术路径,但存在较多难题。创新工作
1. 首次将混合仿真共性数理特性量化和系统化,提出本质上无稳定、收敛等数值问题的仿真框架。
2. 提出预估校正、映射分网、接口移位等机制,有效降低交直流电网异、同步耦合、弱电网下耦合破坏引入的仿真误差,实现了混合仿真逼近电磁仿真的精度。
3. 提出等效映射、微元开关电路的多变流器组网仿真方法,克服常规电磁仿真精度和效率间固化的矛盾,实时仿真精度高于RTDS、RT-Lab等知名仿真器的同时,硬件资源只需1/15~1/30。
(2)电网暂态电压稳定分析与控制
直流受端电网暂态电压稳定是重大运行风险,运行部门高度重视,其要素是分层负荷与直流换相失败。创新工作
1. 提出基于直流运行余量的数据驱动预测控制,能够阻断主网90%以上故障引发的换相失败,投入小、改造周期短。
2. 提出分层负荷测辨-聚合建模方法及应用框架,有效提升在线暂态电压稳定评估的准确性。
成果转化
1. 自主机电电磁混合实时仿真自主平台仿真规模达15000节点+40座换流站(或装置),与实际电网录波拟合度90%,成果经李立浧、潘垣院士等专家鉴定达到国际领先水平。已在十四家电网公司等单位推广应用,为用户节省仿真器购置或扩容费用累计2.76亿人民币,并获用户高度认可,长期支持实际电网生产运行和科研;该技术正依托清华四川能源互联网研究院系统分析所工程化、产业化。
2. 自主多变流器实时仿真平台已用于重大项目贯通式同相牵引供电系统核心装备研发与在环测试,打破国外技术垄断。已在四川院做实用化开发,将支持新能源并网等工程应用。
3. 自主多能实时仿真平台为国内首套面向综合能源系统动态仿真平台,已应用于国重项目(2018YFB0905105)示范工程,后续做产业推广。