电力系统运行与控制
能源互联网专题研究
【编者按】紧密围绕国家电网公司“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标，我们开展了能源互联网关键支撑技术专题研究工作，近期将以系列报道方式将阶段性研究进展与大家分享交流。
第 三 篇
电力系统广域协调运行控制技术
破除信息壁垒，促进电网安全高效运行
蒋 彦 翃
一
以信息化助力电网安全
挖掘广域协调控制技术潜力
随着能源安全、生态环境、气候变化等问题日益突出，加快发展新能源已成为国际社会推动能源转型发展、应对全球气候变化的普遍共识。
在能源转型战略引领和相关政策驱动下，我国电力能源结构持续优化，清洁发展成效显著，然而新能源与传统电源完全不同的技术特征使得电网运行特性愈发复杂，调度运行难度大幅提升，电网安全稳定压力激增。
依靠单领域技术突破已难以满足当前和未来电网对安全和效率的现实需求。
随着电网信息化、智能化的发展，先进的测量技术与信息网络结合形成的广域测量技术可以实现电网在广域范围内的实时监测和控制。将电力网与信息网深度融合为统一的网络，实现对电网的广域测量、深度感知和协调控制是电网未来的发展趋势。
中国电力科学研究院有限公司依托能源互联网的创新理念，组织多领域专家开展源网协调、负荷建模、继电保护、紧急控制、广域协调控制技术的联合攻关，从系统结构、功能配置、数据交互、通信组网等方面统筹考虑构建电力系统广域协调运行控制框架，旨在充分发挥广域协调运行控制技术测量精准、通讯快捷、交互模式多样、面向设备广泛、可统筹利用全局资源等优势，实现电网的精准感知，构建源网荷协调控制优化新模式，提高大电网运行决策水平，在保证大电网安全的前提下，大幅提升跨区输电通道输电能力和新能源消纳能力。
二
多层次多功能相互协作
增强电网态势感知和运行决策能力
电力系统广域协调运行控制框架旨在将当前的信息通信技术、互联网技术和新一代人工智能技术应用于智能电网，推动智能电网向智慧能源电力系统平滑演进。
该框架采用三点一面式结构，横向覆盖电源侧、电网侧、负荷侧以及调度侧多领域，包含面向大电网的在线建模、在线分析、紧急控制、源网协调、保护等多项功能，这些功能分层布置，通过信息交互与功能协同，共同实现大电网的协调运行控制。电力系统广域协调运行控制框架包含的功能有：
01
电源侧：提升新能源场站建模精度，优化广域联合发电控制策略
随着新能源逐渐替代传统机组，系统的转动惯量持续下降，叠加上新能源发电的随机性和不确定性因素影响，导致现有的离线仿真技术难以满足当前和未来电网对安全和效率的现实需求。
基于能源互联网综合感知和数据融合能力，保持并提升常规电源的电网支撑能力。综合考虑新能源时变性特点，实现新能源场站模型的在线辨识，应用到电力系统离线和实时仿真计算与调度决策工作中。制定多类型电源广域联合发电控制策略，从电源侧提升送受端电网支撑能力。
01
电网侧：实现交直流广域协调控制，提高跨区输电能力
可再生能源渗透率的不断攀升与特高压交直流混联输电的高速发展导致电网安全运行与稳定控制难度加大。现有预案式稳定控制模式不仅存在失配风险，而且难以平衡安全稳定和运行效率之间的矛盾。
基于电网运行的实时响应特征以及可控设备调节能力信息，对大型交直流混联电网的故障快速定位，对可控装置实现实时量化控制，有效解决出现复杂故障时安控措施“失配”的风险，释放现有“离线决策，在线匹配”模式下被抑制的输电能力。
01
负荷侧：实现按站分时在线负荷建模，全面支撑仿真计算
新能源分布式发电的接入增加了负荷的复杂性，分布式电源不仅改变了负荷的功率特性，也改变了负荷的电气参数，“一次建模、长期使用”的负荷模型不再适用。
基于营、配、调系统海量的负荷侧信息数据，实现在线负荷建模，能够自动按站、按时更新负荷模型参数。开发负荷建模及调节能力评估服务平台，实现对负荷侧多类能源系统数据管理，提供计及多能互补特性的负荷侧调节能力评估功能、基于大电网联合仿真的负荷侧电力系统安全分析功能。
01
调度侧：开发调度运行支撑系统，推动调度决策趋优进化
在特高压电网建设和新能源变革日益深入的背景下，紧密结合调度运行部门的业务需要，开发广域联合运行安全防御智能评价与控制系统，实现大电网运行状态实时评价体系，构建大电网综合动态安全稳定智能评估和可视化平台，使调度运行人员准确掌握大电网的稳定性、系统的可用调控措施、可再生能源的消纳能力等，为电网调度运行提供一体化的一站式运行展示和决策支持，更好的指导调度生产运行。
未来，通过电力系统广域协调运行控制系统的落地建设，将大幅提升大电网在线仿真的准确性，提升电源、负荷、调相机等元件参与电网控制的灵活性，在保证大电网安全的前提下，大幅提升直流跨区输电通道送电能力，促进西北风电等新能源消纳率，有效解决当前电网以低效换安全、存在失配安全风险等问题，增强电网安全和经济运行水平。
本期作者：
蒋彦翃
硕士，工程师，毕业于华中科技大学，现任职于中国电力科学研究院有限公司，从事电力系统稳定分析与控制工作。
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