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极端天气下规模化灵活资源聚合协同支撑的韧性配电网优化运行技术研究

申报人:王旭 申报日期:2023-09-28

基本情况

第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
极端天气下规模化灵活资源聚合协同支撑的韧性配电网优化运行技术研究
创新训练项目
工学
电气类
创新类
电子信息与电气工程学院
王旭
指导教师
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入选上海市青年人才计划和中国电机工程学会青年人才托举项目;主持国家自然科学基金青年项目1项、面上项目1项、中国博士后科学基金面上项目1项、内蒙古自治区科技厅“揭榜挂帅”项目1项、上海市科委软科学青年项目1项、企业课题10余项;参与国家重点研发计划1项。

全程指导学生完成此项目。

1、项目必要性

随着能源结构的转型和清洁能源的发展,分布式资源在配电网中的渗透率不断提高,其随机波动性给电力系统的安全稳定带来了挑战。储能、可控负荷、电动汽车等灵活性资源的接入使得配电网具备了更好的灵活性和可调度性,同时也为应对源-荷不确定性提供了新的解决方式。在此背景下,极端天气事件频繁发生,进一步加大了电力系统的运行复杂性。因此,迫切需要研究如何充分利用规模化灵活性资源,发挥调节潜力,更好地应对极端天气带来的不利影响,从而提升配电网韧性,确保电力系统的安全稳定运行。

目前国网公司在可再生能源消纳、分布式资源接入并网、网架拓扑优化、柔性负荷控制与需求侧响应等方面开展了示范应用,积累了大量的生产运营经验,具备进一步深化研究规模化灵活性资源聚合协同支撑技术并推广应用的良好基础。新型电力系统建设为增强配电网抗极端天气韧性提供了新手段,本项目的开展将为探索建设新型韧性配电网提供新的理论与方法,并支撑特大型城市韧性配电网建设。


2、项目研究内容

(1)规模化灵活性资源分类聚合与可调度域表征技术研究

考虑海量灵活性资源多样性、分散性、时变性,建立针对不同特性灵活性资源的多时间尺度调节模型;研究面向不同目标需求的灵活性资源调节性能评估体系,提出计及可调特性的规模化多类型灵活性资源分类聚合方法;考虑灵活性资源聚合体外特性聚合最优性和分解可行性,研究多维度外特性参数动态辨识方法,构建可调度域聚合表征模型。

(2)极端天气下气象要素时空演变分析及配电网运行特性建模研究

分析极端天气气象变化信息,建立台风、高温、寒潮等多种极端天气下气象要素时空演变特性模型;研究计及气象要素的多时段、多区域角度配电网设备故障统计学描述方法,建立计及气象因素的配电网时空相依设备故障率模型及强迫停运时间概率分布模型,进而建立极端天气下配电网设备故障特性建模;分析研究在不同极端天气下配电网运行的源-荷不确定性因素,基于数据驱动方法提出极端天气下配电网源-荷不确定性刻画方法。

(3)面向极端天气下配电网运行的规模化灵活性资源配置与聚合协同支撑技术研究

分析极端天气下配电网韧性提升影响要素,建立应对台风、高温、寒潮等多种极端天气的配电网灵活性资源配置决策模型;研究不同极端天气在不同阶段下对不同类型灵活性资源的分布影响,建立考虑极端天气时空演变的规模化灵活性资源多阶段动态聚合协同模型;考虑极端天气灾前、灾中、灾后全过程与灵活性资源聚合体、源-荷不确定性的多元时空耦合关系,提出极端天气下考虑规模化灵活性资源聚合协同支撑的配电网优化运行方法。

(4)极端天气下规模化灵活性资源聚合协同支撑的配电网运行技术仿真与实例验证

基于理论研究成果,使用上海市极端天气下实际气象数据和电网运行数据,对极端天气下规模化灵活性资源聚合协同支撑的韧性配电网优化运行技术进行仿真与实例验证。


3、预期目标

(1)提出规模化灵活性资源分类聚合与可调度域表征方法;

(2)构建基于极端天气气象要素时空演变的配电网运行特性模型;

(3)提出极端天气下规模化灵活性资源聚合协同支撑的配电网运行方法。


选题成员

0

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 王旭 登录状态下查看 电子信息与电气工程学院 第一指导教师

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结束