可再生能源发电控制及并网运行关键技术-华南理工大学

附件4：

2018年度广东省科学技术奖公示表（自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖格式）

项目名称可再生能源发电控制及并网运行关键技术

主要完成单位华南理工大学

海南电网有限责任公司

主要完成人（职称、完成单位、工作单位）1.陈皓勇

职称：正高

工作单位：华南理工大学

完成单位：华南理工大学

主要贡献：1）项目总体方案设计，主要国家级计划及基金项目负责人。2）研究首套可再生能源电力系统多时间尺度鲁棒调度理论、模型和算法并在海南电网实施。3）提出含多类型新能源的三级电压控制模式、基于动态博弈的最优协调电压控制、基于微分博弈理论的动态无功补偿配置策略等。4）提出基于非合作微分博弈不同区域间二次调频的协同控制模型、基于微分博弈理论的电力系统一二次调频协同控制模型。

2.杨苹

职称：正高

工作单位：华南理工大学

完成单位：华南理工大学

主要贡献：1）突破光伏及风电高效变换控制技术，开发的并网逆变器已全面对外销售，自主研发的兆瓦级大型风机主控与变桨控制装置已实现规模化应用；主持研发了大型风电场智能化状态监控与运维调度系统。2）提出基于亚热带湿热气候特征的风电功率预测物理模型与统计适配模型相结合的风电功率预测方法，以及连续时间段聚类的SVM 风电功率模型；研发并全面推广了适用于各种风机机型、各类风电场地形的基于小数据集的风电功率预测系统。

3.张勇军

职称：正高

工作单位：华南理工大学

完成单位：华南理工大学

主要贡献：1）提出了不依赖于全电网精确潮流模型的无功电压多维趋优控制理论，制订计及可再生能源发电并网的厂站的趋优控制策略，实现了适应新能源接入的大电网无功电压多维趋优控制。2）研究了适应新能源接入的多级无功电压调控的博弈建模、多级无功电压调控失配机理分析和差异化A VC在多主体合作博弈架构下的配合策略。3）突破了可再生能源分布式并网的无功电压控制与运行方法。

4.赵卓立

职称：副高

工作单位：广东工业大学

完成单位：华南理工大学

主要贡献：1）研发了基于运行数据的风电场参数辨识及动态等值技术，实现了对风电机组和风电场模型的高精度参数辨识，解决了由于地面粗糙度、地势海拔、尾流

效应、塔筒效应等因素导致风电机组和风电场通用模型缺失问题；首次提出光伏自适应动态下垂控制策略，突破了光伏群系统分散自治控制技术。

2）深入研究了含多类型新能源区域电网有功/频率控制技术，编制了《并网风电场有功控制技术规范》。

5.胡剑琛

职称：副高

工作单位：海南电网有限责任公司

完成单位：海南电网有限责任公司

主要贡献：1）负责创新成果在海南电网的工程实施。2）负责海南电网的运行与控制。

6.余加喜

职称：副高

工作单位：海南电网有限责任公司

完成单位：海南电网有限责任公司

主要贡献：1）负责创新成果相关软件程序在海南电网的安装与调试。2）负责海南电网的有功频率控制及AGC系统改造与运维。

7.魏国清

职称：副高

工作单位：海南电网有限责任公司

完成单位：海南电网有限责任公司

主要贡献：1）全面负责创新成果在海南电网的工程实施与示范应用。2）全面负责海南电网的新能源功率预测与调度运行。

8.谢磊

职称：中级

工作单位：海南电网有限责任公司

完成单位：海南电网有限责任公司

主要贡献：1）负责创新成果相关程序算法所需海南电网数据的搜集和整理。2）负责海南电网的无功电压控制及A VC系统改造与运维。

项目简介

可再生能源的并网和优化利用问题需要发电侧、电网侧和负荷侧协同解决。基于长期科研积累和电力系统调度运行的工程实践，通过跨学科合作，攻克可再生能源发电控制及并网运行关键技术，主要创新成果包括：

1）在可再生能源发电控制方面：实现了光伏发电高效变换控制和光伏群分散自治控制，所开发的并网逆变器已全面对外销售；研发具有自主知识产权的兆瓦级大型风电机主控与变桨控制装置已实现规模化应用；突破了大型风电机组智能化故障诊断技术、基于风电设备健康状态评估的风电场智能运维优化技术、基于运行数据的风电场参数辨识技术，并开发了大型风电场智能化状态监控与运维调度系统，为多家风电运营商提供低成本高效率的运维服务。

2）在新能源短期和超短期功率预测方面：提出基于亚热带湿热气候特征的风电功率预测物理模型与统计适配模型相结合的风电功率预测方法，以及基于不同风速段的连续时间段聚类的SVM 风电功率模型；针对新建风电场数据积累较少、并网运行必须快速建模的需求，研发了适用于各种风机机型、各类风电场地形的基于小数据集的风电功率预测系统。

3）在含高比例可再生能源的电力系统绿色调度方面：通过协同调度水电、火电、风电、气电等多种电源，在多个时间尺度（日前、日内、实时）逐级降低新能源的预测偏差给电网的冲击作用，并采用鲁棒调度方式保证了调度方案的鲁棒性；采用不确定集优化方法解决了鲁棒调度的经济性和鲁棒性的矛盾问题。

4）在可再生能源电力系统的无功/电压控制方面：提出可再生能源电力系统的三

级电压控制模式及新型控制策略；提出不依赖于全电网精确潮流模型的无功电压多维趋优控制理论，制订可再生能源并网条件下的厂站趋优控制策略；建立大电网无功电压调控的厂/站协调博弈模型，解决含可再生能源的大电网多级无功电压调控的失配问题。

5）在可再生能源电力系统的有功/频率控制方面：建立以微分博弈理论为基础的频率协同控制，提出了基于微分博弈理论的电力系统一二次调频和不同区域间二次调频的协同控制模型，能有效缓解新能源并网后AGC机组的调节压力和控制成本；研发风电场AGC/A VC系统，通过接收调度主站下发的调节目标指令，实现风电场有功功率、并网点电压的监测和控制。

发表SCI论文8篇，EI论文68篇，在国际权威出版社John Wiley & Sons-IEEE Press出版英文专著1部，出版中文专著3部。获授权发明专利40项，实质审查6项，获实用新型专利9项，获计算机软件著作权7项，参与2项企业技术规范的编制，已形成完整的知识产权体系。

项目建立了海南电网风电、光伏发电的短期/超短期功率预测系统和绿色调度系统，实现了无功补偿优化配置和实时无功优化控制，提高电网的可再生能源接纳能力，年均直接经济效益1.6亿元以上。改造了海南电网的AGC/A VC系统，保障了海南电网安全稳定运行，提高了电能质量。项目成果对海南自由贸易试验区和自由贸易港的电力保障有重要作用。

代表性论文专著目录论文1：< Key technologies for integration of multi-type renewable energy sources-research on multi-time-frame robust scheduling/dispatch >

论文2：< Cooperative control of power system load and frequency by using differential games >

论文3：< Dynamic characteristics analysis and stabilization of PV-based multiple microgrid clusters>

论文4：< V oltage control strategy for three/single phase hybrid multimicrogrid >

论文5：< Improved V/f control strategy for microgrids based on master–slave control mode >

论文6：< Flexible voltage support control with imbalance mitigation capability for inverter-based distributed generation power plants under grid faults >

论文7：< Approach to setting gateway reactive power control band for distribution networks with wind power >

论文8：< Dynamic voltage support planning for receiving end power systems based on evaluation of state separating and transferring risks >

专著1：

专著2：<电力系统无功电压调控的失配机理与协调优化>

知识产权名称专利1：<基于多步长的双馈风力发电系统最大功率跟踪控制方法>（201510358126.0）专利2：<基于改进型准谐振控制加重复控制的光伏并网控制方法>（201410137242.5）专利3：<一种新型变步长光伏最大功率跟踪系统及方法>（201510867368.2）

专利4：<一种基于无功电流注入的光伏并网逆变器低电压穿越方法>（201510153061.6）

专利5：<基于协同进化算法的调频反馈纳什均衡控制方法>（201310134921.2）

专利6：<一种基于概率性光伏出力预测的配电网电压协调控制方法>（2015 10518669.4）