应对大规模停电的孤岛微网有效负荷支撑策略研究

The new requirement on the defense of power grids arises from the blackouts occurred on the worldwide, that is, the power supply on the islanded region power grid must be settled when the main grid collapses except for studying how to consolidate the structure of main grid and power sources to highlight the ability of three-defense of power systems. This project aims at maximize the load supporting ability on the receiving side. By means of limited WAMS information, together with existing techniques of distribution network reconfiguration and advanced control, the theoretical fundamentals and kernel techniques of novel load supporting system for islanded micro-grid are studied. It aims at dealing with a variety of power system catastrophes for the purpose of preserving maximum residual loads and providing the supports for the successive power grid restoration. The main contents of this project includes the partitioning theory and splitting strategy for the dynamic reconfiguration of islanded micro-grid, hybrid control, protection coordination and setting optimization based on limited WAMS information, residual load supporting by undispatchable DG, simulation platform establishment for islanded micro-grid maximum load supporting system, prototype development and test, and so on. The achievement of this project will establish the theoretical foundation for the load supporting system against power system catastrophes. It will be the frontier research in this field.

近年来世界各国频发的电力系统大停电事故，对热点研究的电网安全防御课题提出新的要求：在以往重点研究如何巩固电力主网架和建立较强电源结构、充分发挥电力系统三道防线能力的基础上，还必须应对主网瓦解后区域孤网内的供电能力保障问题。本课题以受端负荷支撑能力最大化为着眼点，利用有限广域信息，结合现有的配网重构和先进控制技术，研究对各种灾变具有自主应对能力的新型微网孤岛负荷支撑系统的理论基础与关键技术，在极端条件下保有最大受荷，并为后期电网恢复提供基本先决条件。课题的主要研究内容和关键技术包括：孤岛微网动态重构的分区理论与解列策略、基于有限广域信息的孤岛微网混成自愈控制、保护协调与定值优化、不可调度DG对负荷的再支撑、孤岛微网负荷最大化支撑技术仿真平台构建及样机研制与动模测试等。本课题的理论研究成果将为电力系统大灾变的负荷支撑体系奠定理论基础，也使我国在这方面的研究走在国际的前列。

近年来世界各国频发的电力系统大停电事故，对热点研究的电网安全防御课题提出新的要求：在以往重点研究如何巩固电力主网架和建立较强电源结构、充分发挥电力系统三道防线能力的基础上，还必须应对主网瓦解后区域孤网内的供电能力保障问题。本课题以受端负荷支撑能力最大化为着眼点，利用有限广域信息，结合现有的配网重构和先进控制技术，研究对各种灾变具有自主应对能力的新型微网孤岛负荷支撑系统的理论基础与关键技术，在极端条件下保有最大受荷，并为后期电网恢复提供基本先决条件。课题的主要研究成果和关键技术包括：. 介绍了目前微网负荷支撑技术控制理论包括微网预防控制理论、紧急控制理论和微网重构理论。建立了微电网脆弱度综合评价指标。研究了微网重构时的组网规则并作为约束条件引入到优化问题之中，引入分级优化思想以提高微网故障重构问题的寻优效率，并有助于快速达到确切最优解。提出了一种新型的基于MAS技术的微网动态重构策略。考虑了风电机组基于场景概率输出功率的波动性，以发电收益和停电负荷损失综合考虑为目标，采用二进制粒子群算法，对微电网的结构进行了重构。研究实现了基于混合储能的光伏微网孤网运行的综合控制策略。提出了基于频率调整的多目标优化自愈控制策略，通过两个调频阶段，实现微电网功率平衡。研究一些不可调度DG的功率预测问题。考虑分布式电源出力随机性的孤岛微电网电源优化配置，并运用遗传算法进行求解。研究了双馈风电机组有功附加阻尼优化控制。通过对双馈风电机组的有功控制中添加对风速自适应的附加阻尼控制策略，使双馈风电机组在系统产生功率振荡后，迅速调节有功功率，抑制系统功率振荡，增强系统小信号稳定性。实现了基于Digsilent和Matlab仿真平台孤岛微网的整体建模，构建了基于微网的孤岛配电网负荷最大化支撑技术仿真试验平台。. 本课题的理论研究成果将为电力系统大灾变的负荷支撑体系奠定理论基础，也使我国在这方面的研究走在国际的前列。