[01772721]复杂电网多时空协同风险控制与优化调度关键技术及实践

电力系统在不断的发展过程中越来越凸显出复杂性。一方面,新能源发电快速发展,深刻地改变着电力系统的电源结构;另一方面,由于电力供需时空不匹配,导致大范围远距离的电能传输成为常态,特高压等一系列工程使得电网规模越来越庞大,局部故障很可能通过连锁反应扩展至电网全局。近年来,寒潮、高温、台风等自然灾害频发,设备老化、人为误操作等因素在电网运行中也不可忽视。随着智能电网的发展,电网调度的灵活性需求又进一步增大,电力系统正面临前所未有的复杂风险。可见如何合理评估和控制电网风险、保证电网安全稳定运行,已成为电力系统运行的焦点问题。 本项目实施前,传统的电力系统可靠性评估考虑的是单一或有限因素下的停电率或缺电量,没有在系统层面充分考虑多重复杂风险。目前的调度体系普遍采用基于确定性准则的安全约束调度,未能综合考虑事故概率和严重程度的二元属性,往往导致调度方案偏保守或冒进,不具备风险感知能力,难以实现资源的优化配置,安全风险防控的深度和广度十分有限。 本项目建立了包括“设备风险建模-系统风险评估-高效风险控制”在内的复杂电网全过程风险防控体系。攻克了传统电力系统调度从确定性到不确定性,从各阶段孤立控制到全过程协调控制,从集中性调控到全局的分散协同调控等一系列关键技术难题。与国内外现有研究相比,项目技术突破和提升主要体现在以下方面： （1）融合设备健康度、外部环境、人因等相关风险源,建立电力设备多状态风险统一模型,解决了传统二状态建模不精确的问题,通过模糊状态聚类,降低计算复杂性。 （2）利用改进通用生成函数和时变马尔科夫过程,实现多重不确定因素作用下的复杂电网风险快速准确评估;提出基于交叉熵理论的重采样方法,加快评估收敛速度。 （3）提出多阶段协调、多区域协同的全过程风险控制方法,实现了系统风险的全局控制;提出风险优化控制二次约束二次优化并行计算方法,实现了10秒10万级风险调控问题处理。 本项目开发了复杂电网多时空尺度多状态风险控制与优化调度系统,目前已在浙江、福建、安徽等15个省级电网获得广泛应用。应用效益体现在3个方面：第一,可提升电网风险评估和防控水平,提高供电可靠性,减小停电损失;第二,多阶段协调多区域分散优化调度,实现机组经济运行,减少燃煤成本;第三,提升电网分析计算和优化控制能力,改善无功电压水平,提升输送能力,减小网损。