协调控制

他提出，未来的柔性交直流中低压配电网系统可灵活接入传统交流电网、分布式间歇性电源、储能系统、多形式的交直流负荷等，而各种分布式新能源的高效消纳、能源的协调控制以及用户侧的高质供给等均可由能量路由器来完成。

IEC TS 61970-555 CIM based efficient model exchange format（CIM/E）和 IEC TS 61970-556 CIMbased graphic exchange format（CIM/G）是中国首次主导制定的电网调度控制领域国际标准，解决了电网模型、图形的实时交换与共享这一世界性技术难题，完善了 IEC TC57 标准体系。标准成果创新性地提出了电网调控机构间以及与各类变电站和发电厂之间的模型和图形实时交换与共享技术，推动了中国标准走向世界，并带动了我国电网调度控制产品走向国际市场；首次提出了电网模型实时交换技术规范，实现了模型描述的规范性和高效性的统一；首次提出了高效电网图形实时交换技术规范，实现了电网图形描述的规范性和互补性的统一。 在国家质检总局质检公益性行业科研专项、核高基和国家 863 等项目的支持下，联合 20 多家单位开展攻关，项目取得了一系列具有自主知识产权的创新成果：获授权欧亚专利 1 项、国家发明专利 10 项；软件著作权 4 项；发表论文 18 篇；相关成果经中国电机工程学会鉴定为整体国际领先水平。标准成果与国际同类标准相比，CIM/E 模型处理效率提高近百倍，CIM/G 图形解析效率提高约 20 倍，为欧洲和北美等世界各地调度机构之间实现大电网实时在线协调控制提供了新的技术路径。标准成果与国际同类标准相比，适用范围更广、应用规模更大、实时性更好。 作为 IEC TC57 标准体系中的核心标准，标准成果已被其它国际标准所引用；两项标准已成为相关国际市场招投标的技术标准；相关产品已应用到巴西、菲律宾、老挝、新加坡、印度尼西亚等多个国家。标准成果已在全国 43 个省级及以上电网调控机构和 403 个（占比 78%）地级调控机构部署应用，并逐步推广到县调、配调、变电站和发电厂。同时，在轨道交通、石化石油、水利枢纽、新能源控制等工业控制领域得到广泛应用。

伴随分布式能源广泛接入低压配电网，其对配电网运行灵活性和消纳能力的要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联，避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑到柔性互联装置造价昂贵，协同传统电压-无功调节装置，文中提出低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先，分析低压柔性互联装置拓扑和运行方式，建立其潮流模型。其次，建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型，上层规划以年综合费用最小为目标，下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型，以运行成本和电压偏差最小为目标，基于粒子群优化算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解，得出配电系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后，在IEEE 33节点系统上进行实例分析，验证该双层规划算法的有效性。结果表明，所提方法能有效减少柔性互联装置的过度布置，同时减少由分布式能源频繁波动造成的运行成本。将模型凸化并线性化的方法明显提高了求解效率。

虚拟电厂是构建规模化、常态化、精准化负荷可调能力的有效手段，是通过有效聚合、协调控制各类分布式资源形成具备常规电厂外特性且可被常态化调度的特殊电厂。商业建筑虚拟电厂是在商业建筑负荷领域开展大规模、精准化电力需求响应的实现方式，其以中央空调等柔性负荷资源为聚合对象，对上参与电力市场交易并接受调度指令，对下协调用户侧设备运行，整合用户参与市场化交易获利。项目产学研联合攻关.

针对含分布式光伏配电网的电压越限问题，提出一种考虑分布式光伏集群划分的无功电压控制策略。首先提出了基于无功电压灵敏度的模块度指标，考虑集群内的无功平衡度及耦合度，得到改进模块度指标并以此进行集群划分；然后提出越限集群内的无功电压控制策略与集群间的协调控制策略，当越限集群无法恢复集群内电压至安全水平时，通过主导节点选取具有可调无功容量的安全集群向越限集群分配剩余无功可调容量；最后以IEEE 33节点配电网系统为例进行仿真，验证了所提无功电压控制策略的有效性。

石化能源枯竭直接推动新能源产业的飞速发展，而新能源的不稳定特性使其大多无法直接并入电网或给负荷供电。储能已渗透到电源侧、电网侧、用户侧等各环节[1]，发展潜力巨大，它将电能进行存储，一方面平抑了波动，另一方面使得能源在时间尺度上的平移变得可能，是新能源产业的支撑技术。储能的并网发电与多类型储能协调利用分别涉及到并网变流器和储能系统上层控制，对新型储能变流器算法及混合储能协调控制器算法的开发能够扩展储能系统的应用，具有广阔前景。为了加快培养储能领域“高精尖缺”人才，教育部、国家发展改革委、国家能源局三部委联合制定了《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》，为推动我国储能产业和能源高质量发展做好引导。

在“双碳”目标背景下，针对实现配电网低碳经济运行问题，提出了一种“源-网-荷-储”协调控制的配电网低碳经济优化方法。首先，以考虑弃风弃光成本、柔性负荷与储能装置调度成本、碳排放成本等的配电网综合成本最小为目标函数进行建模。其次，通过二阶锥松弛技术，将其转变为混合整数凸规划模型，进一步提高计算速率。然后通过修改的IEEE 33节点配电系统证明了该方法在降低配电网经济成本和碳排放方面的优越性。最后，对“源-网-荷-储”协调优化中不同降碳措施的效果进行了灵敏度分析，并以此为基础研究了协调低碳经济运行与传统经济运行之间矛盾与统一的博弈关系，得出了在不同环境条件下两种运行方式之间的相同点与差异点。

提出了一种考虑有功不确定性的配电网新能源无功-电压下垂双层鲁棒优化控制模型。首先，在参考点优化层，以多时段总运行成本最小为目标，对静止无功补偿设备与调压变压器的协调控制指令、新能源的无功功率参考值和端口电压参考值等系统中影响无功分布的典型相关控制量进行优化；然后，在斜率优化层，基于双层列生成算法框架，分别建立斜率指令优化主问题模型和极端场景集筛选子问题模型。结果表明，所提出的优化控制方法不仅可以有效适应新能源发电出力的随机波动，同时能够充分利用其并网换流器的无功容量，在优化系统网损和调压设备操作成本的同时，增强系统运行的可靠性。

本项目对海上风电场全景监控和预测性维护技术进行了研究，开发了相关系统。在监视方面，提出一种海上风电全景一体化监控架构，首次建立辅控系统CIM 模型，实现了主辅设备的统一建模及海上升压站全数字化；功率预测方面，提出可在线校正的海上风电功率预测方法，针对高变化率的海风实时修正预测模型，解决传统预测模型自适应差问题，提升了海上风电功率预测精度；功率控制方面，提出计及多因素和约束条件下海上风电有功功率控制方法及计及多时间尺度的无功设备两层协调控制方法，攻克了大惯量风电机组有功功率调节慢且精度不高的问题，实现了风电机组、无功设备功率调节次数的最优化及无功电压精准控制；运维方面，提出一种大数据趋势特征拟合的海上风机故障预测方法，结合海洋环境数据，建立多种风机劣化概率随机模型，风电机组潜在性故障判别有效率可达85%以上，实现海上风电场预测性维护。项目成果通过中国电机工程学会鉴定，结论为：“项目内容具备推广应用价值，填补了国内外空白，整体达到国际领先水平”。 项目成果目前在国内外没有同类产品可以比较。在统一模型、统一监视方面，国内外无相对应技术或产品；在控制和预测方面，技术指标处于国内外领先水平；率先建立的预测性维护体系，实现了海上风电场的智能运维。 项目成果已在25个海上风电项目中应用，对我国海上风电健康发展起到积极促进作用。从海上风力发电企业考虑，有利于降低海上风电场建设和运维成本，改善运维人员工作环境，提升企业运维水平及生产效率，增强企业的市场竞争力，年均节约运维成本约100万元；从整个新能源发电产业考虑，能够提升海上风电场可控性，有利于促进海上风电产业的发展，进而为减少碳排放，降低环境污染做出贡献。 项目成果能够为海上风电项目后期运行维护、系统协调、电网服务、资产管理等方面提供有效的技术手段和管理平台，应用前景广阔。

本产品以分布式全产业链发展为指引，解决分布式电源在信息感知、承载力评估、功率预测、风险预警、消纳管理、协调控制等业务场景下存在的问题，提升分布式电源调度管理水平，达到分布式电源信息实时可观、数据实时可测、调度实时柔性可控。