电网仿真技术广泛应用于规划设计、调度运行和调试试验等领域,是电力系统的一项关键核心技术。
宁波市新型电力系统数字物理混合仿真重点实验室依托国网浙江省电力有限公司宁波供电公司和宁波市电力设计院有限公司建设,充分发挥电磁暂态仿真和长周期实时仿真技术的优势,精确描述新型电力系统的复杂特征,提炼出便捷、标准化的工具或模块,进行推广示范应用,致力于服务社会低碳转型、服务电力企业高效运营、服务用户设备安心入网。
不同于集中式电源,分布式电源大多位于用户侧,这对电力系统尤其是配电网的安全稳定运行带来挑战。宁波是制造业强市,截至2023年8月底,全市分布式光伏装机容量规模达到424万千瓦,全省第一,渗透率达到22.7%。
传统的机电暂态仿真手段,只研究某个典型时刻的电网情况,比如在夏季最高负荷时刻,负载是否超过各电网设备限额,忽略了电力电子元件的电磁暂态过程,仿真的准确性不够高。为针对性解决问题,准确刻画“高比例新能源、高比例电力电子设备”电力系统的动态特性,2021年6月,宁波电网仿真实验室建成,是国网首个省地联动的规划仿真实验室,独立开展了“十四五”地区电网滚动规划。2022年1月,实验室调研对比系统内外相关仿真实验室的研究方向,敏锐研判电磁暂态仿真将在新型电力系统建设中起到关键作用。2022年7月,升级换代后新型电力系统数字物理仿真实验室建成,率先实现有源配电网系统级电磁仿真,解决了配网“仿不了、仿不准、仿不快”等问题。
目前,实验室已攻克模型算法、平台架构等技术难题,以整个宁波电网为试验田,形成一套包含源网荷储各侧的多元素、多专业交互贯穿的大协同仿真系统。为更准确研究未来不同分布式新能源渗透率下的电网形态,实验室选取了工业企业区、城市核心区和新型乡村区3类典型网格进行数字孪生建模,并开展了氢电耦合微电网、低压柔直互联、分布式光伏接入、配电网故障保护动作策略等12个新型电力系统建设场景仿真研究工作。
在企业新技术、新设备的研发过程中,场景验证是不可或缺的环节。今年年初,实验室与浙大宁波理工学院合作,积极承接了宁波市首批重大应用场景技术攻关项目——“灵峰现代化产业园源网荷储新型电力系统融合研究与场景示范项目”,在工业园区、制造业场景下综合协调整个园区的光伏、储能和企业用能,以数智化手段对复杂多变的用电曲线进行“削峰填谷”,探索能源互联网的“零碳演进”路径。通过实验室的仿真计算分析,北仑灵峰产业园园区内分布式光伏用户可以选择最优的并网点,同时根据复杂多变的用电曲线,以用户经济性最优为目标计算储能的最佳配置容量,调整储能充放电策略,进行削峰填谷,有力帮助园区内企业能效提升和节能减排。
实验室负责人表示,将聚焦“前沿引领技术-关键共性技术-重大场景应用”全链条,做好创新成果布局,开展推广示范应用,全力服务社会低碳转型、服务电力企业高效运营、服务用户设备安心入网,为我市现代化滨海大都市建设贡献电网力量。