微电网多时间尺度协同优化调度与自适应保护研究

Microgrid source-load prediction, optimization scheduling and relay protection are key technique bottlenecks of restricting its rapid development and high level construction. The relative research is still at the exploratory stage and has not formed perfect theoretical method and effective engineering application. This project will firstly establish microgrid source-load prediction model based on wavelet- support vector machine, providing the basis for microgrid multiple time scale optimization scheduling and adaptive protection; Then the microgrid short-term and ultrashort-term multi-objective optimization scheduling strategy will be further in-depth studied, the multiple time scales microgrid collaborative optimization scheduling mechanism will be revealed to realize microgrid economical, environmental and technical comprehensive optimization operation; Finally microgrid hierarchical adaptive protection strategy based on graph theory and heuristic search will be researched and designed, effectively solving the protection technology bottleneck problems caused by flexible and variable microgrid operation mode and topological structure; The experiment platform will be built to validate the effectiveness of the new theories and new technologies. This proposal is the frontier research involved in multi-discipline of electrical engineering, control theory, and computer science and so on, has the important meaning with independent intellectual property rights for the development of microgrid control and protection technology.

微电网的源荷预测、优化调度与继电保护是限制其快速发展和高水平建设的关键技术瓶颈，而国内外对其研究尚处于探索阶段，还没有形成完善的理论方法和有效的工程应用。本项目首先建立基于小波-支持向量机的微电网源荷功率预测模型，为微电网的多时间尺度优化调度和自适应保护提供基础；深入研究并提出微电网短期和超短期多目标优化调度策略，揭示多时间尺度下微电网协同优化调度机理，实现微电网运行经济性、环保性、技术性指标的综合最优；在获取微电网拓扑信息的基础上，研究基于图论与启发式搜索的微电网分层自适应保护策略，有效解决微电网运行方式及拓扑结构灵活多变导致的保护技术瓶颈问题；并搭建实验平台验证新理论和新技术的有效性。本项目属电气工程、控制理论、计算机科学等多学科交叉前沿研究，对我国发展具有自主知识产权的微电网控制与保护技术具有重要意义。

微电网的源荷预测、优化调度与继电保护是限制其快速发展和高水平建设的关键技术瓶颈，而国内外对其研究尚处于探索阶段，还没有形成完善的理论方法和有效的工程应用。本项目首先建立基于小波-支持向量机的微电网源荷功率预测模型，开发了面向新能源优先调度的高效功率预测系统软件，为微电网的多时间尺度优化调度和自适应保护提供基础；基于多目标优化理论提出了兼顾动态性能和稳定性的微电网协同优化控制方法，深入研究了两级市场运行环境下的微电网多时间尺度优化调度理论，实现微电网运行经济性和技术性指标的综合最优；开发了基于小波和神经网络的微电网故障诊断装置并通过了第三方检测，提高微电网故障诊断的快速性和准确性；提出了微电网分层自适应保护方案及整定策略，有效解决微电网运行方式及拓扑结构灵活多变导致的保护技术瓶颈问题；本项目发表或录用论文12篇，其中EI检索论文10篇，中文核心期刊2篇；发表电力系统领域技术著作2部；授权国家发明专利7项，授权实用新型专利3项，申请国家发明专利7项；荣获山东省科技进步奖1项，中国电力创新奖二等奖1项，全国电力职工技术成果二等奖1项；培养博士研究生3名，培养硕士研究生4名。本项目取得了新能源微电网的功率预测、优化设计、运行控制和故障诊断等一系列技术研究成果，为微电网的全过程开发建设及管理运行提供详实准确的技术支撑，指导建设了山东电科院园区微电网示范工程并成功申报“山东省分布式发电及微电网工程实验室”，承担的烟台长岛国家35kV海岛微电网工程通过了国家验收并授牌国家物联网示范工程，对我国发展具有自主知识产权的微电网控制与保护技术具有重要意义。