[01344771]基于广域新能源集群划分的柔性直流电网架构研究

1、研究背景 四川省内新能源资源丰富,但分布较为分散,难以就地消纳,需要远距离送至负荷中心,而大规模的新能源通过交流并网会对电网稳定性造成较大影响,现阶段可行解决思路是采用柔性直流输电技术,基于此研究背景,本课题以探索电网新能源集群划分方法、提出用于新能源集群送出的柔性直流电网智能架构方法以及相应的分层协调控制策略为目标,通过建立适用于电网的新能源集群划分指标,充分考虑集群内节点个数及节点组合变动增强集群划分算法的有效性,充分提升分布式能源的自治能力,并基于此探讨储能的必要性和研究智能优化规划方法,在此基础上进一步探索利用柔性直流输电对新能源实行广域消纳的可行性,形成新能源集群接入背景下的柔性直流电网架构,并提出相应的分层协调控制策略。 2、技术路线 项目主要分为两部分研究内容,第一部分内容以风电、光伏等新能源的功率特性分析为基础,通过建立相应的评判指标,并基于相应算法求解最优的集群划分结果,并分析新能源的集群外送特性;第二部分内容在前者得出新能源划分结果的基础上,首先确定柔性直流主网所连受点数量及位置信息,通过拓扑空间建模、约束条件分析及综合评估指标建立,提出基于遗传算法的拓扑优化方法,以得到优化的柔性直流电网拓扑,并结合新能源集群外送特性提出柔性直流电网的分层协调控制策略。 3、创新性 本项目紧密围绕基于广域新能源集群划分的柔性直流主网架架构研究目标,以智能优化算法和综合优化目标作为基本技术手段,构建考虑广域新能源集群划分的柔性直流规划体系。主要创新点包括： （1）适应调控目标变化的动态新能源集群划分方法研究。在集群划分中综合考虑结构性和功率性指标,通过不同指标间的加权,充分发挥集群节点间的源源、源荷协调性能。 （2）柔直拓扑智能优化研究。建立柔性直流电网拓扑空间,分析实际工程存在的约束条件,计及新能源接入带来的电网规划中运行方式、规划参数、规划投资等的不确定性,以及电网部分实际需求和限制难以用数学表达式的模糊性,在目标函数及约束条件中计及运行条件、参数等的不确定因素,构建柔性直流电网评估指标,以增大优化结果适用性。 （3）新能源集群与柔性直流输电系统的协调控制策略研究。在柔性直流架构下实现不同单元接入站点的协调控制,将新能源集群作为整体纳入到现有调度控制系统的主动式有功功率调控中,增强新能源集群的故障穿越能力。 4、存在的问题及下一步打算 （1）在新能源集群划分方面,目前仅考虑了风、光之间的互补特性,对于集群后的联合能源的并网点选择还未展开研究,后续可继续展开研究。 （2）柔性直流电网规划领域,目前采用的是启发式算法求解规划目标函数的形式,得到的是直流电网网架的静态规划方案,后续在目标函数中加入随机因子,得到具有动态性能的规划结果。 （3）协调控制方面目前的主要调控目标是直流电网的不平衡功率和直流电压稳定性,后续可考虑引入多种调控目标,形成一个具有更宽泛适用性的方案。