[01002487]含高比例分布式新能源的电力系统灵活负荷控制关键技术及应用

浙江是中国分布式新能源大省，在嘉兴局部地区，光伏渗透率超过80％，导致功率失衡、电压越限频发。同时，空调负荷快速增长，占峰荷比例突破30％，但持续时间短，导致调峰压力增大。在此背景下，要实现分布式新能源就近消纳和负荷能效提升，要求电力系统具备更多的调节资源。据测算，浙江省空调总容量已接近三峡电站装机，如何挖掘灵活负荷可观的调节能力，并使其参与电力系统调控已经成为业内焦点。但是该问题存在以下难点：1)新能源出力和灵活负荷调节能力具有极强不确定性，精确预测和量化难；2)高比例间歇式能源与灵活负荷叠加影响机理复杂，电网安全运行难；3)分布式新能源和灵活负荷地域分散，集中和协调控制难。 该项目依托嘉兴智慧城市-智能电网建设示范，产学研用团队联合攻关，取得如下技术创新：1)创立了统一的新能源和灵活负荷不确定性量化分析理论。提出基于数值气象预报的多维度同构异质新能源功率预测方法，建立可秒级更新的新能源出力泛化区间预测模型，超短期预测精度提升8％。发明了基于容量、速度、持续时间等关键指标的负荷可调度潜力评估技术，为灵活负荷调控提供了量化依据。2)首创配电网多状态弹性规划模型，提升对新能源集群接入和灵活负荷规模化响应的适应性。提出基于自适应聚合控制的主动孤网运行策略，提升了光伏高渗透区域的供电可靠性。发明变电站供区综合负荷主动管理调度技术，实现灵活负荷参与配电网自动电压控制，应用区域中低压母线电压越限次数下降65.4％。3)研发了分布式新能源及灵活负荷分层协调调控系统，实现不同品阶能源多时空尺度互补互济，应用区域主变年功率倒送天数下降81.1％。发明了空调变风量控制及分组柔性投切技术，解决了空调群参与调峰的功率反弹问题，同时突破了用户舒适度对空调功率调节的限制，应用区域电力峰谷差下降25.8％。研制了筏基结构蓄能空调装置，实现光伏余电或谷电高效蓄冷，建筑单位能耗较国标引导值下降27.6％。 项目授权发明专利30项，发表SCI/EI论文103篇，出版中英文著作5部，参编技术标准6项。余贻鑫院士、郭剑波院士等鉴定专家认为，项目在分布式新能源与灵活负荷不确定性量化及集中控制等方面取得突破，整体达到国际领先水平。项目成果首先应用于典型的分布式光伏高比例接入地区-嘉兴尖山，推广至杭州东站、浦东机场等650多栋节能大楼和绿色建筑，并且成功输岀至吉隆坡和迪拜，社会和经济效益显著。