工作單位：武漢大學匯報提綱匯報提綱◆積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，深入推進能源革命，加快規(guī)劃建設新型能源體系◆控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng) 研究背景風、光新能源裝機容量(億干瓦)2024年6月全國發(fā)電量占比風、光新能源裝機容量(億干瓦)2024年6月全國發(fā)電量占比210210風電光伏隨著新能源快速發(fā)展，系統(tǒng)慣量不足和穩(wěn)定性下降問題不容忽視隨著新能源快速發(fā)展，系統(tǒng)慣量不足和穩(wěn)定性下降問題不容忽視高效利用新能源，促進主動構網(wǎng)，為電網(wǎng)提供支撐逐漸成為行業(yè)共識濟研究背景n中華人民共和國國家標準新疆發(fā)改委國家能源局新疆發(fā)改委國家能源局國家發(fā)改委西藏發(fā)改委《2023年風電、光伏發(fā)電等新能源項目開發(fā)建設方案》工信部等五部門《關于組織上報2023年獨立案的通知》《內(nèi)蒙古自治《關于組織上報2023年獨立案的通知》《內(nèi)蒙古自治《關于組織開的通知》《能源碳達峰碳中和標準化提升行動計劃》展核心標準研發(fā)新型儲能的20%考慮提供物理轉動慣量支持構網(wǎng)型風電、構網(wǎng)型光伏、構網(wǎng)型儲能等工程示范全局角度：√全局角度：√同步機慣性響應模擬√同步機一次調(diào)頻模擬局部角度：√阻尼和阻抗特性模擬√故障穿越能力提升√不平衡工況穩(wěn)定能力關注重點：√短路電流沖擊抵御√電能質(zhì)量問題抑制/改善√混合并聯(lián)運行能力匯報提綱匯報提綱控制方式定義◆采用下垂、虛擬同步機等控制方式的變流器不推薦，仍存在新的控制策略時域響應定義◆根據(jù)外部事件的時域響應，如有功和無功時域響應，體現(xiàn)構網(wǎng)型控制預期特性的變流器不推薦，取決于系統(tǒng)與控制參數(shù)頻域響應定義◆小信號阻抗掃描具有特定寬頻阻抗特性的變流器不推薦，只定義了小信號特征.功能測試定義◆以電壓源特性運行，能構建并維持輸出電壓和頻率，主動向電網(wǎng)提供支撐，兼具黑啟動、自同步、故障穿越等能力的變流器我國團標和美國規(guī)范推薦定義11s00dd觸發(fā)器電壓鎖相同步不具備慣量支撐能力通過反饋控制支撐電壓，存在延時故障期間輸出阻抗特性不定強網(wǎng)穩(wěn)定，弱網(wǎng)易失步直接快速控制電流，響應速度快，故障限流能力較強V觸發(fā)泰V功角同步，更適應系統(tǒng)具備慣量支撐能力，利用慣性響應提升頻率穩(wěn)定性具備快速電壓支撐能力故障期間輸出阻抗可控需調(diào)整控制參數(shù)適配不同電網(wǎng)強度故障限流能力較弱故障限流能力較弱花負載頻率控制下垂控制虛擬同步發(fā)電機(Virtual虛擬振蕩器控制√有功-頻率控制決定輸出頻率和相角√無功-電壓控制決定勵磁電動勢幅值電壓控制電流控制有功控制無功控制LfCT能構網(wǎng)型新能源接入配電網(wǎng)的暫態(tài)特性構網(wǎng)型新能源接入配電網(wǎng)的暫態(tài)特性22匯報提綱匯報提綱03故障穩(wěn)定技術暫態(tài)穩(wěn)定性分析?形成電力系統(tǒng)的微分代數(shù)方程組微分方程組進行求解估計吸引域◆計算量大、耗時長，系統(tǒng)建模與微分方程求解難度大◆難以滿足在線檢測與實時調(diào)控需求◆隨著規(guī)模增加，狀態(tài)空間維度上升，函數(shù)構造困難◆穩(wěn)定分析結果具有一定的保守性PPABaBSSSbiral)方構網(wǎng)型新能源接入電網(wǎng)強度變?nèi)?，將降低功角曲線幅度E失穩(wěn)風險增大ab方Sa加迷面積SbbSa.忽略阻尼時，穩(wěn)定分析結果較為保守，考慮阻尼后的結果更偏向于實際,,11(a)不考慮電流限幅策略(b)考慮電流限幅策略B電液限幅ddr(rad/s)ddr(rad/s)◆◆濟將非線性系統(tǒng)表示為狀態(tài)空間方程的形式通過坐標變換，將狀態(tài)空間方程所表示模型的工作點轉移到坐標原點構建非線性系統(tǒng)的能量函數(shù)，刻畫系統(tǒng)吸引域x?(radx?(rad)x(rd)口解決問題：新能源設備深度故障下穩(wěn)定裕度不足，故障耐受能力薄弱虛實融合：首創(chuàng)虛實融合限流方法√提出新能源設備虛擬限流控制器與實體限流器的自適應融合方法√提出基于故障限流-儲能聯(lián)合優(yōu)化的新能源設備穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制策略。故障發(fā)生位位投入在一未滋見流蕊-實融合限0NoPsoNSGA-aF1:CapacieyofthesFCL(92)231PFCL投入buPFCI投入PFCT.退出bu提升新能源設備故障耐受能力的虛實融合限流方案故障限流-儲能容量聯(lián)合優(yōu)化故障故障穿越H?Bcrrentandva系統(tǒng)LLt防止深度故障下設備脫網(wǎng)，限流器容量降低30%,聯(lián)合優(yōu)化效率防止深度故障下設備脫網(wǎng)，限流器容量降低30%,聯(lián)合優(yōu)化效率提升60%口解決問題：電網(wǎng)強度失衡性與電力電子裝備穩(wěn)定性的矛盾突出，系統(tǒng)級協(xié)同穩(wěn)定控制難度明顯提升穩(wěn)定控制：基于深度強化學習的系統(tǒng)穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制√基于深度強化學習的新能源電力系統(tǒng)多時間尺度穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制架構√解決復雜故障工況下的系統(tǒng)功角-頻率穩(wěn)定問題，具有良好的泛化性故障中故障清除后FT2-J=AtoJ-JP?=PmP.=Pm歷更丸音率)高線傷真nbos數(shù)網(wǎng)產(chǎn)高線訓陳智能體源網(wǎng)苔銷協(xié)同銜令集電網(wǎng)運行狀態(tài)計算平臺狀志感知通貼下達在能英重樓控◆ChenLeietal,IEEETAS,2021,ESI熱點論文◆陳磊，等，發(fā)明專利授權，2024◆ChenLeiet√涵蓋安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性等不同維度指標的系統(tǒng)評估體系√面向多電壓等級、多源荷特性、多應用場景的新能源電力系統(tǒng) 柔性互聯(lián)原則典型場景件匯報提綱匯報提綱2020年2020年綜合能源系統(tǒng)風光水火儲多能互補+電氣冷熱氫互通互濟◆故障具有高耦合性，強隨機性，多變化性◆單一能源穩(wěn)控難以適應綜合能源安全需求2035年2035年聚焦雙碳戰(zhàn)略突破技術瓶頸深化穩(wěn)定機制綜合能源系統(tǒng)故障傳播特性新型防御裝備拓撲及其控制◎預期研究方向口構建能源互聯(lián)系統(tǒng)故障防御及穩(wěn)定控制原創(chuàng)性研究體系口深度實現(xiàn)能源、電氣、控制、人工智能等多學科交叉口深化推動新型故障防御裝備創(chuàng)新成果產(chǎn)學研轉化應用>主持國家自然科學基金3項(青年、面上項目、重點課題),國家重點研發(fā)計劃子課題3項，國家重點實驗室