大规模复杂电力系统可靠性评价技术及工程应用-重庆大学

项目名称大规模复杂电力系统可靠性评估技术及工程应用

推荐单位重庆市科学技术委员会

推荐单位意见

我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。按照要求，我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示，目前无异议。

该项目实现了大规模复杂电力系统可靠性评估技术的重大突破，主要成果包括：①提出新能源时空关联特性表征方法，攻克变流器等场站设备可靠性评估技术，解决了场站可靠性评估的难题。②发明特高压直流输电系统可靠性评估分层方法，填补了国际空白；提出系统状态的均匀设计和智能缩减技术，突破了交直流大电网可靠性快速评估技术。③揭示上级电网、同杆架设、新能源等可靠性影响机理，提出配电网可靠性评估分块方法，大幅提升了可靠性评估的计算精度和速度。④创建设备对系统可靠性影响的跟踪理论，提出基于薄弱环节快速辨识的可靠性和经济性协调优化方法，开发了电力系统可靠性优化软件。

该项目有力推动了电力技术进步，获省部级科技一等奖2项，授权发明专利31项、软件著作权6项，制定国家标准1项、电力行业标准5项，出版著作5部，发表SCI/EI论文230余篇。成果受到国际同行的广泛关注和高度评价，受邀在IEEE PES等国际会议特邀报告10余次。项目成果整体达到国际先进水平，部分技术国际领先。该成果已应用于全国29个省级行政区、300余个地市供电公司得到广泛应用，取得了显著的经济和社会效益。

推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。

项目简介

电力系统可靠性关乎经济发展和社会公共安全，中国、美国每年停电损失高达数百亿元。电力系统可靠性评估是确定可靠性水平，进行可靠性精细化管控，实现可靠性-经济性协调的关键支撑技术。美加8.14大停电事故调查组指出“可靠性评估和有效计算工具”是避免该类事件发生的重要手段之一；加拿大哥伦比亚输电公司应用可靠性评估技术实现电缆建设工程节支1.49亿加元、年均停电损失减少1.26亿加元。立项以来，我国电力系统发生深刻变化：负荷迅猛增长，可再生能源大规模开发，超大型特高压交直流电网、高密度城市电网逐步形成，其规模和复杂性空前。传统可靠性评估技术难以适用，发展大规模复杂电力系统可靠性评估技术的需求日益迫切。

大规模复杂电力系统可靠性评估主要面临四大难题：①水电站、风电场、光伏电站等可再生能源场站一次能源时空关联、运行工况对变流器等设备可靠性影响机理复杂，致使场站系统可靠性评估困难。②换流变等子系统元件众多、结构复杂、运行模式多样，特高压直流输电系统可靠性整体建模尚未突破；交直流大电网可靠性评估中系统状态数“组合爆炸”，致其可靠性评估效率低下。③配电网受上级电网、廊道资源、分布式电源等影响，其停运模式复杂、构建困难，计及其影响以改善可靠性评估精度并提升速度成为严峻挑战。

④设备对系统可靠性影响的责任分摊量化困难，缺乏薄弱环节快速辨识及可靠性优化技术，导致可靠性和经济性优化协调困难。

在国家支撑计划及国家电网公司重大科技项目等的支持下，团队历时14年攻克了前述难题，实现了大规模复杂电力系统可靠性评估技术的重大突破：①提出新能源时空关联特性表征方法，攻克变流器等场站设备可靠性评估技术，解决了场站可靠性评估的难题。②发明特高压直流输电系统可靠性评估分层方法，填补了国际空白；提出系统状态的均匀设计和智能缩减技术，突破交直流大电网可靠性快速评估技术。③揭示上级电网、同杆架设、新能源等可靠性影响机理，提出配电网可靠性评估分块方法，评估精度提高20%、时间降低近90%。④创建设备对系统可靠性影响的跟踪理论，提出基于薄弱环节快速辨识的可靠性和经济性协调优化方法，开发电力系统可靠性优化软件，计算效率提升一个数量级、投资效益有效提升。

该项目推动了电力技术进步，获省部级科技一等奖2项。授权发明专利30余项、软件著作权5项，制定国家标准1项、电力行业标准5项、国网企业标准4项，出版著作5部，发表SCI/EI论文230余篇。成果受到国际同行的广泛关注和高度评价，主办首届电力可靠性国际论坛、第14届电力系统概率方法国际会议，受邀在IEEE PES等国际会议做特邀报告10余次。项目成果经鉴定达到国际先进水平。

该成果已应用于全国29省(市)，在三峡和白鹤滩等10余个电站和新能源场站、川渝和广东等10余个大电网、云广等10余个直流输电工程、300多个地市供电公司（占全国80%以上）得到广泛应用，取得了显著的经济和社会效益。

客观评价

1、项目获奖情况

(1)“交直流输配电系统可靠性关键技术及工程应用”获2015年重庆市科学技术进步奖一等奖；

(2)“电网运行风险理论及其辨识技术”获2011年重庆市自然科学一等奖。

2、项目鉴定

2016年12月27日，中国电机工程学会组织相关专家对“大规模复杂电力系统可靠性评估技术及工程应用”项目进行了技术鉴定。由余贻鑫院士为主任委员的鉴定委员会认为：该项目整体技术达到了国际先进水平，其中，在计及时空关联特性影响的大规模可再生能源场站可靠性评估技术、双12脉波接线特高压直流输电系统的可靠性分层评估方法、基于特征模式的配电网可靠性评估分块方法、基于可靠性跟踪的电力系统薄弱环节辨识技术四个方面达到国际领先水平。

2013年8月18日，重庆市科学技术委员会组织相关专家对“超特高压直流输电系统可靠性综合分析技术及应用研究”项目进行了技术鉴定。由周孝信院士为主任委员的鉴定委员会认为：该项目研究成果总体上达到国际先进水平。其中，特高压直流输电系统可靠性指标、特高压直流输电系统及子系统（换流变、阀组等）可靠性评估模型、直流输电系统可

靠性二次跟踪模型达到国际领先水平。

2013年8月18日，重庆市科学技术委员会组织相关专家对“复杂配电网可靠性评估模型及其优化算法研究”项目进行了技术鉴定。由周孝信院士为主任委员的鉴定委员会认为：该项目研究成果总体上达到国际先进水平。其中，基于故障扩散的配电网可靠性评估分块方法、计及同杆架设影响的配电网可靠性评估模型、开关优化配置模型达到国际领先水平。

推广应用情况：

项目技术成果在我国西南地区得到整体应用。通过本项目成果的应用，溪洛渡、白鹤滩等电站系统设计，±800 kV糯扎渡、±500 kV贵广、±500 kV溪洛渡等超（特）高压直流输电工程设计以及川渝电网规划得到优化，系统可靠性水平显著提升的同时，大幅提高了资产利用效率，为“西电东送”以及西南地区电力系统安全可靠运行提供了技术保障。

项目研究成果形成的行业标准和国家电网公司企业标准在国内相关领域得到全面推行，显著提高了我国电力系统的整体可靠性水平和投资效益。成果广泛应用于我国29个省级行政区，在向家坝、三峡等10余个电站和新能源场站，陕西和广东等10余个大电网，云广、复奉等10余个直流输电工程以及全国80%以上的地市供电公司得到大规模应用。

主要知识产权证明目录（第一完成人在纸质推荐书签名）

知

识

产权类别知识产权

具体名称

国家

（地

区）

授权号

授权日

期

证书编号权利人发明人

发明

专利

有效

状态

发明专利特高压直

流输电系

统可靠性

计算方法

中国ZL200910103060.5

2011

年01

月19

日

第

730196

号

南方电网技

术研究中心;

重庆大学;

谢开贵; 黄莹;

胡博; 黎小林;

孙睿;许树楷; 曹

侃; 王立斌; 吴

韬

有效

专利

发明配电网可中国ZL200910104430.7 2011第重庆大学谢开贵；曹侃；有