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“大规模风电接入电力系统运行与控制基础理论研究”重大项目指南

时间:2011-07-30 22:19:15  来源:  作者:

风能是一种清洁的可再生能源,主要发达国家、发展中国家都已经将发展风能作为应对新世纪能源和气候变化双重挑战的重要手段。我国风能资源主要分布在东北、西北、华北等地区,与负荷中心呈逆向分布,大规模风电远距离输送将成为我国利用风能的主要途径,这也与欧美等发达国家分散开发、就地接入的模式截然不同。实现风电规模化利用,同时确保电力系统安全稳定运行,是我国当前迫切需要加以研究和解决的重大科学问题。

  风电对电力系统造成的影响是全时空跨度的,而且随风电比例的增加,其影响的区域也逐步扩大到全网。与常规能源发电的确定性功率输出相比,风电功率输出的随机性和波动性,使得现有的确定性电力系统演变为随机-确定耦合的复杂电力系统,将严重影响电力系统安全运行。建立一整套含大规模风电的复杂电力系统运行与控制基础理论(或者大规模风电接入电力系统运行与控制基础理论)体系,对于我国能源安全及可持续发展具有重要的理论和现实意义,研究成果将为大规模风电输送与接入奠定重要科学基础。

  一、科学目标

  通过电气科学与工程、自动化、数学、工程热物理与能源利用、大气科学等相关学科的交叉,研究随机多时空尺度非线性动力学系统的动态聚合理论,探索含大规模风电的随机-确定耦合电力系统优化运行、稳定性分析与控制理论,旨在基础理论、研究方法和调控途径的源头创新上有所突破。通过项目实施,实现以下目标:

  1.建立随机多时空尺度非线性动力学系统的动态聚合模型;

  2.提出含大规模风电的随机-确定耦合电力系统优化运行理论;

  3.实现含大规模风电的随机-确定耦合电力系统动态调控。

  二、研究内容

  1.随机多时空尺度非线性动力学系统的动态聚合理论

  研究基于微气象学的风资源数值模拟、数值天气预报同化和集合优化、短期和超短期风电功率预测及其误差综合评价方法,风电机组/风电场/风电场群多时空间尺度动态聚合、等效建模以及参数测辨理论与方法。

  2.含大规模风电的随机-确定耦合电力系统运行调控机制

  研究电力系统中确定性功率注入与随机性功率注入的相互作用机理,随机波动性电源、确定性电源、大功率多元复合储能与电网的稳态调控机制,平抑风功率波动需要的系统热备用及稳定储备评估方法,放松频率变化的可行性及经济影响评价方法,基于风能资源利用最大化和火电煤耗最小化的随机-确定耦合电力系统优化运行理论。

  3.含大规模风电的随机-确定耦合电力系统稳定机理和动态调控机理

  研究含大规模风电的随机-确定耦合电力系统的平衡点大幅度随机漂移机理,大规模风电接入导致的系统惯性下降对系统稳定性影响的机理,不同风电集中接入点和接入规模对系统电压稳定、小干扰稳定、低频振荡问题的影响机理,含大规模风电的随机-确定耦合电力系统的稳定性定义、稳定性判据以及动态调控机理。

  三、资助期限 5年 (2012年1月至2016年12月)

  四、资助经费 1500万元

  五、申请注意事项

  1.申请书的资助类别选择“重大项目”,亚类说明选择“项目申请书”或“课题申请书”,附注说明选择“大规模风电接入电力系统运行与控制基础理论研究”(以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理)。

  2.“项目申请书”中的“主要参与者”只填写各课题“申请人”相关信息;“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“项目申请人”所属依托单位公章,“合作研究单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章。

  3.“课题申请书”中的“主要参与者”包括课题所有主要成员相关信息;“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章,“合作研究单位公章”盖合作研究单位的法人单位公章。

  4.“项目申请书”和“课题申请书”应当通过各自的依托单位提交。

  5.重大项目只接受整体申请,要分别撰写项目申请书和课题申请书,不接受仅针对项目指南中某一部分研究内容或一个课题的申请。项目整体申请课题设置不超过5个。每一个课题一般由1个单位承担,最多不超过2个,项目承担单位数合计不超过5个。项目主持人必须是其中1个课题的负责人。

  6.本项目由工程与材料科学部提出,由工程与材料科学部负责受理。
 

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