9月20日,国网山东省电力公司完成直驱风机电磁暂态白盒模型的自主研发。这是该公司依托山东能源互联网仿真防御实验室完成的又一项重要工作。目前,实验室正继续开展双馈风机及光伏的电磁暂态模型构建,并将其应用于电力系统全数字仿真平台(ADPSS),精准模拟新能源动态特性。
山东能源互联网仿真防御实验室是国网山东电力组织建设的省级能源互联网实验室,于2020年10月在山东电力科学研究院揭牌。实验室针对山东电网向新型电力系统转型发展的需求,部署省地远程协同计算平台、数模混合仿真平台等国内领先的技术与设备,不断增强仿真建模与数据管理、全数字仿真、二次控制装置试验能力,为提升大电网运行特性认知和安全防御能力提供技术支撑。
精准刻画新能源动态特性
目前,山东电网在运新能源场站共有469座,采用的新能源机组包括来自38个厂家的265种型号。不同型号机组所用软硬件不同,运行特性也不相同。“典型仿真模型参数无法准确反映新能源运行特性。因此,必须开展新能源场站‘一场一特性’精细化建模。”山东电力调度控制中心系统处副处长张冰介绍道。
实验室建成投运后,国网山东电力便依托实验室开展新能源场站实测建模工作。技术人员通过现场实测、实验室测试与型式试验报告相结合的形式,获取新能源机组的测试数据,并在此基础上完成新能源机电暂态模型58个参数的辨识。今年6月份,国网山东电力建立了覆盖全网所有在运型号的风电、光伏发电机组实测模型参数库,实现了对新能源场站动态特性的精准刻画。
目前,实验室正在开展双馈/直驱风电机组、光伏逆变器电磁暂态标准结构化模型试验验证及应用工作,在实现新能源机电暂态模型全覆盖基础上进一步实现电磁全覆盖。“这些工作将为我们更准确认识‘双高’电网运行特性奠定模型基础。”张冰说。
高效开展大电网全数字仿真
“新能源场站精细化建模为电力系统仿真分析提供了准确的模型数据,仿真能力建设则进一步保证了这些数据发挥出更有效的作用。”在最近一次山东电网全数字仿真培训班上,山东电力调度控制中心系统处专责马琳琳向省内17家地市供电公司调控中心技术人员介绍道。
通过大规模远程调用国家电网仿真中心超算系统,实验室全面强化了全数字仿真能力,显著提升大电网仿真分析的速度和精度。
9月份,实验室技术人员房俏通过登录省地远程协同计算平台,与山东电力调控中心及全省17家地市供电公司调控中心技术人员协同开展山东电网仿真分析工作。这项工作就是依托省地远程协同计算平台开展的。该平台打通了国家电网仿真中心与山东电科院及全省17家地市供电公司的数据通道。所有地市供电公司均能远程调用国家电网仿真中心超算资源,仿真分析速度较以往离线方式提高约100倍。
国网山东电力依托实验室省地远程协同计算平台,开展了200余项仿真计算,计算结论为网架结构调整、设备装置安装改造等工作提供了重要参考。
近期,实验室技术人员将新能源实测参数库应用于山东电网专题分析。相比于原有新能源典型参数,采用实测参数可提升山东电网受电能力约200万千瓦,相当于青岛市平均用电负荷的三分之一。
严格把关“三道防线”装置入网检测
今年迎峰度夏期间,山东电网数次受到强对流、台风等恶劣天气影响,备自投装置的正确动作把天气对供电的影响降至最低。据统计,迎峰度夏期间备自投装置共动作95次,正确动作率100%,累计减少负荷损失114.4万千瓦,受影响地区均未发生因线路跳闸导致的全站停电。
电力系统安全防御“三道防线”是为保障电力系统安全稳定运行设置的三道防护措施。第一道防线主要由继电保护装置构成,用于应对常见的单一故障;第二道防线包括稳定控制装置及切机、切负荷紧急控制装置,用于应对发生概率较低的严重故障;第三道防线包括失步解列、频率及电压紧急控制装置,用于应对概率很低的多重严重故障。“三道防线”装置正确可靠动作关系电力系统能否及时隔离故障,防止事故影响范围扩大。
山东电网数模混合仿真平台与实验室一同投运。依托该平台,国网山东电力先后完成了备自投装置、稳定控制装置等“三道防线”装置数模混合仿真入网检测共计100余台次,发现并解决了100余项装置逻辑错误、功能不全等问题。
实验室技术团队针对构建新型电力系统背景下的大电网运行特点,聚焦山东电网电磁暂态仿真能力建设,在新能源电磁暂态建模、大电网全电磁仿真等领域寻求突破,全面提升大电网电磁暂态仿真能力和实用化水平,着力构建全时间尺度仿真分析技术体系,进一步提升对“双高”大电网精细化认知的能力。
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