清华团队解决复杂电网自动控制的核心难题之一

更新时间:2018-06-29 09:14作者:李一老师

    现代电网运行越来越复杂,对于电压控制自动化的需求越来越迫切。清华大学推出的电压自动控制技术,能减少巨大的人力耗费,保障电网在更大范围内实现优化的电压分布,以较低的成本就能显著降低损耗,既节能环保又安全可靠。

    同时,近年来可再生能源大规模出现,由于电压不同,它们要进入超高压电网,极易引发电网电压的快速大幅波动,甚至诱发大规模事故。而通过这项技术,能实现二者的安全衔接,保障能源安全。

    该成果也实现了我国先进电网控制系统对美国的首例输出,并成功进入加拿大、马来西亚等国的电力市场。——编者

    清华大学孙宏斌团队解决复杂电网自动控制的核心难题之一

    “简单”控电压,真不简单

    复杂电网的电压控制,一直是世界性难题。最近20年国际上的历次大停电事故,都与这个难题有关。如何让复杂电网的电压控制不再复杂?旨在破解这一难题的“复杂电网自律—协同无功电压自动控制系统关键技术及应用”成果鉴定会日前在清华大学举行。

    据介绍,这一成果极大地提高了电网运行的安全性与经济性,目前已在22个省级电网得到推广应用,一年帮助江苏电网节约近亿度电的损耗,并实现了我国先进电网控制系统对美国的首例输出,“使得中国在电压控制领域遥遥领先于世界”。

    让电压控制从人工走向自动,保障电网运行的安全和经济

    以前我国采取依靠人工、分散控制的方法,实时控制电网。在各级电网的控制中心和发电厂、变电站等地方,都有24小时值班的调度操作人员,一旦发现问题,就逐级打电话,要求相应单位进行调整。这种方式不仅耗费巨大的人力,依赖于调度人员的经验,而且并不能从有利于整个电网全局的角度做出有效的协调。

    因此,让电压控制从人工走向自动,显得尤为必要——对实时采集到的电网数据进行分析,利用有效的算法形成决策,并对电网中的各类无功电压控制设备进行协调控制,以使得整个电网时时刻刻处于最佳的电压状态,保障电网运行的安全和经济。

    然而,要实现系统级的自动电压控制,并不容易。首先,控制对象很复杂,尤其近年来我国风机装机容量位居世界首位,光伏装机占第二位。然而,风、光发电等可再生能源的输入是间歇性的,会引起电网电压的快速、大幅度波动,甚至诱发大规模连锁脱网事故,给安全运行带来威胁,这成为我国大规模可再生能源接入电网的主要障碍之一;第二,控制模式复杂,我国的互联大电网是由空间上分布的多级控制中心共同调度的,如何协调是难题;第三,这还是一个复杂的数学问题,本身求解起来就有难度。

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