自主化、規(guī)?；姶艜簯B(tài)實時仿真平臺助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)

隨著“雙碳目標(biāo)”能源戰(zhàn)略和新型電力系統(tǒng)概念的提出，我國能源轉(zhuǎn)型力度持續(xù)加大，逐步形成了大量新能源接入電力系統(tǒng)的局面。由于風(fēng)能、太陽能等新能源與常規(guī)能源稟性差別很大，其并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有顯著不確定性、波動性和機(jī)械慣量缺失等特點。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補(bǔ)的綜合能源、大規(guī)模儲能電站等因素使得新型電力系統(tǒng)組成要素愈加復(fù)雜，動態(tài)特性蘊(yùn)含更多未知，造成系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、裝備制造、系統(tǒng)集成和運行控制等都面臨很大挑戰(zhàn)。

在此背景下，規(guī)?；姶艜簯B(tài)實時仿真平臺對新型電力系統(tǒng)的問題認(rèn)知、問題深化和問題解決具有不可替代的作用，自主開發(fā)大規(guī)模電磁暫態(tài)仿真平臺并在實際場景中開展仿真實踐非常緊迫，需要大力推進(jìn)。

來源：北極星輸配電網(wǎng) 作者：李慶生（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心副總工程師，南方電網(wǎng)一級領(lǐng)軍技術(shù)專家）

主要攻克方向和應(yīng)用場景如下：

1）新型電力系統(tǒng)精細(xì)化動態(tài)模擬。人們對新型電力系統(tǒng)動態(tài)行為的認(rèn)識還不夠深入，無論是基礎(chǔ)理論層面還是工程技術(shù)層面還處于廣泛討論、觀點碰撞或局部示范試驗階段。然而，電力設(shè)施的新技術(shù)路線試錯成本極高，不太可能對所有備選方案和技術(shù)選項都逐一示范。因此，開展大量深入的仿真研究是推進(jìn)新型電力系統(tǒng)實施的必要手段。對于新型電力系統(tǒng)，需要深入開展仿真研究的領(lǐng)域包括：①新型電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究；②新能源接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)；③新能源電網(wǎng)保護(hù)與自動化技術(shù)；④源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制與優(yōu)化調(diào)度；⑤新型配電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析與控制；⑥人工智能等新技術(shù)對新型電力系統(tǒng)的支撐。

2）新能源基地并網(wǎng)穩(wěn)定性評估。大規(guī)模陸上及海上風(fēng)電集中接入局部電網(wǎng)有可能引發(fā)次/超同步振蕩、寬頻諧波諧振等電網(wǎng)安全穩(wěn)定性問題，需要對這些問題進(jìn)行機(jī)理及應(yīng)對策略分析。所以需要對包含多類型新能源裝備的局部電網(wǎng)做精細(xì)化動模仿真測試。尤其百千臺級風(fēng)光機(jī)組電磁暫態(tài)詳細(xì)建模與仿真仍是一個卡脖子難點。

3）新型電力系統(tǒng)軟、硬件在環(huán)仿真。新能源及儲能電站的電力電子變流器控制及保護(hù)策略是廠家核心機(jī)密，對外不公開。由于控保策略對裝置外特性及其接入系統(tǒng)的響應(yīng)特性有重要影響，故需要分析內(nèi)部核心控保策略。需要將新能源及儲能控制器實物或黑盒模型接入測試平臺開展動模仿真，以對其多時間尺度動態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行精細(xì)化分析。軟、硬件在環(huán)試驗對仿真平臺提出了更高要求。

4）超大規(guī)模儲能電站的仿真。超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲能電站包含較多并聯(lián)儲能單元或者儲能機(jī)組，吉瓦時級儲能電站，需上百臺機(jī)組并聯(lián)。另外，儲能變流器的控制策略正從電流源型向電壓源型轉(zhuǎn)變，控制策略趨于復(fù)雜化，故需要大量的儲能變流器的控制裝置接入測試平臺，才能對實現(xiàn)對儲能單機(jī)以及多機(jī)之間協(xié)調(diào)控制性能測試，進(jìn)而實現(xiàn)超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲能電站的精細(xì)化仿真。

5）現(xiàn)代直流輸電控制與保護(hù)測試。超/特高壓直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用于新能源基地外送的控制保護(hù)策略及其硬件在環(huán)試驗對實時仿真平臺硬件資源要求苛刻，既要對直流輸電系統(tǒng)建模，又要對新能源基地建模，應(yīng)用場景的復(fù)雜性對仿真平臺要求更高。