风电并网

阻抗分析法因适用于并网变流器控制结构和参数均未知的黑箱系统，已成为工程中评估宽频振荡风险的重要选择。以跟网型三相两电平变流器为例，首先，使用谐波线性化方法，严格推导了计及直流侧耦合的交流侧全工况开/闭环理论阻抗模型，实现了模型参数与工作点高阶项的完全解耦。其次，依据理论模型特征，明确了黑箱辨识方法的基本原理，分析了辨识单一开/闭环阻抗模型频率响应所需的工况数量。使用辨识得到的全工况阻抗模型，实现了不同短路比条件下系统安全运行域的快速评估，并通过时域仿真验证了其准确性。此外，讨论了所提方法的合理性、普适性以及相对于深度学习方法的优越性，为阻抗分析法的实际应用提供了参考。

针对风电并网时的随机波动功率、负荷频率控制(load frequency control, LFC)系统参数变化所引起的电力系统频率稳定问题，提出了一种基于智能优化算法与改进目标函数的互联电网LFC系统最优PID控制器设计方法。首先，分析了基于PID控制的含风电互联电力系统LFC闭环模型。其次，在时间乘误差绝对值积分(integral of time multiplied absolute error, ITAE)性能指标的目标函数中考虑了区域控制器的输出信号偏差，对优化目标函数进行改进。采用性能优良的多元宇宙优化(multi-verse optimizer, MVO)算法先计算后验证的思路，寻优获得最优PID控制器参数。最后，以两区域4机组互联电力LFC系统为例，仿真验证了基于MVO算法结合改进目标函数所获得的PID控制器，比基于MVO算法所获得的PID控制器，对阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、风电功率偏差扰动以及系统的参数变化，具有相对较好的鲁棒性能。并且，对控制器参数也具有相对较好的非脆弱性指标。

风电机组参与调频可提高风电并网系统的频率稳定性，但现有下垂控制难以兼顾频率响应特性和风机自身运行状态。为此，文中提出一种计及频率变化率（rate of change of frequency，ROCOF）与转子动能的自适应下垂控制策略，充分利用转子动能参与调频，确保风机稳定运行。首先，根据系统频率情况，将ROCOF划分区间，通过分段函数构建下垂系数与ROCOF的耦合函数，确保风电机组在扰动初期释放更多能量，提高风机对频率的支撑能力，减缓频率跌落速度。然后，引入转速影响因子，根据风机自身运行状态调整下垂系数，防止风机转子失速，避免频率二次跌落。最后，在MATLAB/Simulink平台上搭建风火联合系统仿真模型验证了所提控制策略有效性。仿真结果表明所提策略在保证风机转速稳定的同时，能有效利用风机转子动能改善系统频率响应特性。

本文对比分析了适用于海上风电场的高压交流（HVAC）、常规高压直流（LCCHVDC）和柔性直流输电（VSCHVDC）3种并网方式，详细说明了柔性直流输电技术在风电并网上的应用情况，并着重探讨柔性直流输电并网的经济性，表明了柔性直流输电技术在海上风电传输领域的广阔应用前景。

我国风电并网装机容量10年增长100倍，光伏5年增长100倍。截至2017年底，风、光发电装机容量2.9亿干瓦，占全部发电装机容量的17%，已成为我国第3大主力电源。居世界第一位。

近年来风电并网比例大幅提高，由此引发的次/超同步振荡的发生概率也大大提高，严重威胁系统的安全稳定性。准确辨识次/超同步振荡参数是抑制振荡的基础，提出基于注意力机制的残差卷积神经网络的辨识方法。卷积神经网络的局部相关性和权值共享决定了其具有更强的特征学习和表达能力，通过结合注意力机制可以更准确地辨识振荡参数。同时，引入残差连接，用以解决深层卷积神经网络存在的梯度消失和网络退化问题。仿真结果表明：相较于传统方法，该方法不仅能在较短时间窗数据上完整地辨识次/超同步振荡的参数，且能规避传统方法因主观因素带来的辨识误差，降低振荡参数辨识的复杂度。

项目研究成果属于海上风电试验检测领域。海上风电是我国风电发展的重要方向之一，2018年底，我国海上风电装机已达450万千瓦，到2020年我国海上风电建设规模将超过1000万千瓦。试验检测是保障风电并网安全和促进产品质量提升的有效手段。我国陆上风电发展初期，大量风电机组未经检测并网运行，大面积脱网与产品质量事故频发，给行业发展产生了巨大的改造成本及负面影响。海上风电机组结构设计与控制更加复杂，国内主流制造商的海上机组均已下线，海上风电亟需试验检测进行设计校核与性能验证。 项目获授权发明专利10项、实用新型专利4项，软件著作权2项，制定国家标准4项，发表论文28篇。项日研发的海上风电试验检测系统与装备，已为我国主流制造商的10余个海上机型提供了试验研发与检测服务。近3年累计实现销售收入7596万元。研究成果为海上风电制造商提供了试验、研发与检测平台，保障了海上风电并网安全与稳定运行，对我国海上风电开发战略的顺利实施具有重要意义。

​6月6日，国网内蒙古东部电力有限公司召开服务新能源接网与产业转移供电保障座谈会，发布服务新能源接网与产业转移供电保障十项举措。

海上风电是实现我国能源低碳转型的重要战略支撑。我国沿海分布多个千万千瓦级海上风电基地，与陆上相比，海上风电并网方式多、临近负荷中心，源网紧密耦合，协同规划及调控要求高。友好并网和可靠消纳是实现海上风电开发的关键。成果应用于江苏、福建、广东等海上风电基地，近三年累计消纳海上风电580亿千瓦时，减少碳排放5783万吨。研发的海上风电系列变流装备占我国已投运海上风电85%以上，直接经济效益16亿元。解决了我国千万千瓦级海上风电友好并网、可靠消纳及关键装备国产化难题，有力推动能源转型绿色低碳发展。

我国新能源发展迅猛，是全球风电并网容量最大的国家，新能源发电已成为我国第三大电源，我国成为全球新能源并网规模最大、发展最快的国家。