特高压电网联络线功率与频率优化协调控制研究

To solve some basic problems in tie-line power and frequency control in China’s UHV power grid construction process, this project focuses on four aspects, including power system modeling, control performance standards, control strategy and simulation design, in details: (1) A special hierarchical model is established, which conforms to the characteristics of China UHV grid, especially the skip-level hierarchical control structure, and then model reduction method is studied to simplify the special hierarchical model; (2) Based on different grid structures in UHV grid construction process, a group of control performance standards are set, which conforms to the proposed hierarchical model and the characteristics of renewable resoures; (3) Considering above different standards, tie-line power and frequency optimized coordinated control strategies are designed, and then, considering hidden dynamics, system stability of the complicated large-scale power systems is deeply analyzed; (4) Conventional softwares are used in this project to prove the accuracy of simplified models, the standards and the control strategies, and more importantly, DTS simulation platform is applied to study the effects of the proposed method for actual power systems. This project’s anticipated results may not only lay solid foundations for the areas of control performance standards and control strategy of UHV power grid, but also may provide some meaningful results for the general control theory, including the special skip-level hierarchical control structure and the analysis of large-scale system considering the influecne of hidden dynamics.

针对我国特高压电网建设过程中，在联络线功率与频率控制方面存在的一些基础问题，拟从建模、控制性能评价标准、控制策略及仿真设计四个方面展开研究，具体包括：（1）建立符合我国特高压电网特点（特别是越级递阶控制结构）的递阶模型，并研究相应的模型简化方法；（2）针对特高压电网不同时期的网架，制定一组适应越级递阶控制结构、考虑新能源接入及消纳特点的性能评价标准；（3）针对特高压电网不同的性能评价标准，设计相应的联络线功率与频率优化协调控制策略，在此基础上，分析计及隐动态的电力大系统的稳定性问题；（4）使用常规仿真软件对所提出的简化模型、评价标准和控制策略进行初步验证，并重点使用DTS平台来验证所提方法在实际大电网中的应用效果。项目预期成果不仅可为我国特高压电网奠定性能评价标准和控制策略方面的应用基础理论与技术，也可望为一般控制理论提供有借鉴意义的成果，包括越级递阶控制结构和大系统的隐动态分析方法。

针对我国特高压电网建设过程中，在联络线功率与频率控制方面存在的一些基础问题，拟从建模、控制性能评价标准、控制策略及仿真设计四个方面展开研究，具体包括：（1）建立符合我国特高压电网特点（特别是越级递阶控制结构）的递阶模型，并研究相应的模型简化方法；（2）针对特高压电网不同时期的网架，制定一组适应越级递阶控制结构、考虑新能源接入及消纳特点的性能评价标准；（3）针对特高压电网不同的性能评价标准，设计相应的联络线功率与频率优化协调控制策略，在此基础上，分析计及隐动态的电力大系统的稳定性问题；（4）使用常规仿真软件对所提出的简化模型、评价标准和控制策略进行初步验证，并重点使用DTS平台来验证所提方法在实际大电网中的应用效果。项目预期成果不仅可为我国特高压电网奠定性能评价标准和控制策略方面的应用基础理论与技术，也可望为一般控制理论提供有借鉴意义的成果，包括越级递阶控制结构和大系统的隐动态分析方法。.在国家自然科学基金（51577031）资助下，课题组已在国内外核心期刊、会议上发表论文14篇（其中SCI检索9篇，EI检索3篇），获得国家发明专利授权1项。整体上，本项研究工作有助于进一步揭示电力系统联络线功率与频率协调控制特性，推动该领域的理论研究进展；同时也可为新一代电网控制系统的研发提供基础。