计及广义惯量的电力系统动态频率稳定预防控制理论方法
批准号:
52107114
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李然
依托单位:
学科分类:
电力系统与综合能源
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李然
中文摘要
新能源发电的高比例接入将使电力系统惯量降低,频率稳定问题凸显。频率稳定预防控制通过在日前调度模型中加入对惯量的约束,实现动态频率稳定的预防控制。传统方法通常只考虑同步发电机的转动惯量,而近期大量研究表明新能源发电以及需求侧提供的广义惯量将对频率稳定产生显著影响。因此,本项目拟研究广义惯量的波动规律及其不确定性对频率稳定预防控制的影响,首先探索负荷、新能源出力与广义惯量之间的耦合关系,在有限信息下实现系统整体广义惯量的日前预测;其次,通过数据驱动的机会约束规划平衡经济性与频率稳定性的矛盾;最后研究需求侧快速响应对于广义惯量的代替效果,促进需求侧频率资源的优化配置。本项目运用统计学模型与人工智能算法,揭示高比例新能源接入对电力系统惯量波动的影响规律,在此基础上构建一套计及广义惯量的频率稳定预防控制方法,为高比例可再生能源电力系统的经济、安全运行提供理论基础和技术支撑。
英文摘要
The high penetration of intermittent renewable energy sources, which is anticipated in future power systems will undoubtedly cause the system inertia to vary significantly. Any significant fall in the inertia of a system may compromise the operational security issue. The Frequency Dynamics Constrained Unit Commitment (FDCUC) is a measurement to reduce the risk by introducing inertia-related constraints in the unit commitment model. Traditional FDCUC only considers inertia in the form of kinetic energy stored in rotating plants. However, recent studies have demonstrated that synthetic inertia provided by inverter-interfaced energy sources and loads has a significant impact on the dynamic frequency stability of the system. At present, system inertia lies in a relatively narrow range while in the future the aggregated inertia will become highly variable, making it more difficult for FDCUC to balance the trade-off between economic efficiency and frequency stability. This project aims to investigate FDCUC considering the uncertain aggregated inertia through three work packages: i) probabilistic forecasting of synthetic inertia; ii) handling the uncertainty of synthetic inertia by data-driven chance-constrained optimization under Wasserstein ambiguity sets; iii) pricing the demand-side fast frequency response and optimising the portfolio of demand-side resources. The fundamental research of this project is to explore the variable nature of synthetic inertia based on statistical methods and artificial intelligence models, based on which a novel FDCUC model will be developed to include the aggregated inertia. The research will reduce the stability margins and provide more economical exploitation of the system.
低惯量是制约高比例新能源电力系统发展的瓶颈。电力系统频率稳定预防控制是解决这一矛盾的方法之一,其本质是考虑动态频率稳定约束的电网优化调度,通过对惯量的提前约束,实现频率稳定的预防控制。在传统的频率稳定预防控制模型中,通常只考虑来自于同步发电机的转动惯量,转动惯量日内波动较小,可控性强;而未来电力系统中,包含同步发电机的转动惯量、基于逆变器接口的虚拟惯量以及需求侧惯量等广义惯量,系统的惯量将从升高变为降低、平稳变为波动、可控变为不确定,给动态频率稳定的预防控制带来诸多问题和挑战。. 本项目将围绕广义惯量的波动规律这一科学问题展开研究,探索其不确定性对频率稳定预防控制的影响。从理论方法-机理分析-仿真验证三个方面,从系统层面理清不同形式惯量响应特性及对系统频率的影响,进而提出适用于分析高比例电力电子电力系统的惯量响应体系及广义惯量时空分布评估方法,完成计及广义惯量水平的区域电网频率稳定性分析与电力系统广义惯量短期预测,最终提出响应频率稳定预防调控方法,实现电力系统稳定性、经济性与可靠性全面提高。本项目的研究成果可在调度运行层面,面向电网的实际需求,通过惯量实时评估来帮助电网运行调度人员掌握当前系统的等效惯量水平,并提供针对性的局部惯量提出补偿策略,提升系统安稳性。. 团队发现华东地区总惯量将从目前的2500GWs逐步下降至2050年的1500GWs,带来频率稳定风险。针对这一问题,将预测与调度相结合,提出了考虑风险偏好的惯量预测方法,论文发表于IEEE Transactions on Power Systems。此外,依托本项目的研究,项目负责人在IEEE Transactions和Applied Energy等学科一流杂志共发表SCI论文5篇,授权专利1项,入选国家级人才计划1项,担任学术组织任职1项。项目组与内蒙古电力公司、国家电网华东分部、上海市电力公司开展交流合作,将成果用于解决我国蒙西地区以及华东地区分布式能源占比持续上升、转动惯量降低所带来的频率稳定性降低带来的一系列预测与调度问题。
NK高表达受体KIR3DL2胞啃肿瘤细胞HLA-A导致头颈鳞癌PD-1单抗耐药的机制研究
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批准号:82304545
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:李然
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依托单位:
国内基金
海外基金