含大规模新能源的交直流混联电力系统调度运营理论与方法研究

According to the new generation of power system, the new dispatching and operation theory and methodology are studied. The AC/DC hybrid power system for renewables source base is the research emphasis. Firstly, based on the operation of renewables source base, the uncertainty characterization methodology of renewables source base and steady-state model of the AC/DC hybrid transmission system are proposed. Secondly, the volatility model of renewables is studied, the regulation characteristics of multiple flexible resources are established, and the flexibility evaluation indexes and methodology for the AC/DC hybrid system are proposed. Thirdly, considering multiple time scale, spatial scale, and resource types, the multi-dimension collaborative dispatch mechanism is proposed to promote renewables accomendation and improve operation efficiency of new generation power system, then the collaborative dispatch mechanism model and methodology for large scale system is established. Finally, based on the power market trading model of China, a market mechanism and balanced market settlement methodology suitable for renewables participation are designed, and market clearing model involving renewables is established. From the four perspectives of "uncertainty analysis and modeling, flexibility analysis, collaborative dispatch and market mechanism", the theory and methodology of dispatch operation of new generation power system with intrinsic structure change on "source-network-load" are established. In this project, the joint research will be organized by universities and research institutes, the theories and methodologies of power system analysis will be expanded, and the theoretical support and effective solution for improving the operational efficiency of the new generation power system are provided.

项目针对新一代电力系统调度运营问题开展基础理论与方法研究。以含新能源的交直流混联电力系统为侧重点，首先从新能源基地交直流混联送出系统运行特性分析及建模出发，建立新能源基地不确定性表征方法及交直流混联送出系统稳态模型；其次，研究新能源出力波动性建模方法，建立多元灵活性资源的调节模型，提出交直流混联系统灵活性评价方法；再次，从跨时间尺度、跨空间尺度、跨资源提出提高新能源消纳和系统运行效能的多维度协同调度机制，建立大系统协调调度模型和方法；最后，基于我国电力市场交易模式，设计适应新能源参与的市场机制、平衡市场结算方法，建立新能源参与的市场出清模型。以“分析建模、灵活性分析、协同调度、市场机制”为主线建立适合“源-网-荷”本征结构改变的新一代电力系统调度运行理论和方法。项目组织高校、研究院进行联合攻关，拓展电力系统分析理论和方法，为提升新一代电力系统运行效能提供理论支撑和有效的解决方案。

项目围绕含大规模新能源交直流互联电力系统灵活运营开展研究，构建了新能源电力系统灵活运行理论和方法，总结为 “一个理论、一套方法、一个机制”，即新能源电力系统灵活性分析理论、源网荷储协同的灵活调度方法和提升新能源电力系统运营灵活性的市场机制，项目完成了计划研究内容和目标。.通过刻画新能源出力在不同时空尺度上的随机波动特性，和对源网荷储多元灵活性资源调节能力建模，揭示了新能源电力系统运行灵活性平衡机理，建立了灵活性评价指标体系，构建了新能源电力系统灵活性分析理论。通过研究揭示新能源基地、汇集系统与交直流电网的交互作用机理，提出含大规模新能源的交直流互联电力系统不确定性分析方法，建立了考虑时段耦合、源网协同及复杂不确定性的调度机制及模型，提出了含大规模新能源的交直流互联电力系统协同调度方法。结合我国电力市场改革发展，研究了新能源参与市场的主体决策方法、适应新能源跨区交易的平衡市场出清与结算模型，完善了促进新能源跨区消纳的市场机制。项目针对含大规模新能源的交直流互联电力系统调度运营理论、方法和机制取得的研究成果，可为我国新型电力系统分析运行和控制提供理论支撑及方法指导。.项目出版英文专著1本，发表SCI/EI检索期刊论文42篇，取得发明专利8项，软著4项。培养毕业博士6名、硕士11名。依托项目取得的成果，主要参与人员获得2021北京市科技进步二等奖、2022年度中国电工技术学会科技进步二等奖各1项，获2022年北京市优秀博士论文1篇，1人获2022年度中国能源研究会优秀青年能源工作者奖。.项目提出的新能源电力系统灵活运行理论，应用于中国电科院开发的新能源时序生产模拟系统，相关成果已应用于国家电网2030和2050高比例新能源场景电力电量平衡能力分析。提出的源网荷储协同灵活运行方法，已应用于浙江高弹性电网的灵活性资源储备库和应用场景库建设。所提出的灵活运营市场机制用于指导山西、江苏等电力市场结算，为相关政策和市场规则的制定提供了理论支撑。