项目名称：大规模风力发电并网基础科学问题研究首席科学家：袁小明华中科技大学起止年限：2012.1-2016.8依托部门：教育部一、关键科学问题及研究内容本项目针对风力发电出力的强波动性、出力动态特性的功率弱支撑性/同步强随动性/暂态弱生存性等特点，结合我国风电大规模高集中开发模式的特点，以保障电力系统供电充裕性和运行安全稳定性为目标，集中解决以下两个关键的科学问题：科学问题一：含波动性和不确定性风电电力系统的电源规划和运行调度理论与方法围绕科学问题一，研究以下两个内容：（1）大规模高集中度风电场出力多时空尺度爬坡特征分析、预测与控制针对大规模高集中度风力发电所在的地理区域，构建历史和实时的气象及出力数据平台；研究风电场之间的出力相关性，揭示区域风电出力多时空尺度爬坡特征的规律；提出爬坡事件概率分布的预测理论和方法，实现出力爬坡预警；基于风机出力的有限度可控性，提出区域风力发电出力爬坡有限度控制的理论和方法。（2）含大规模高集中度风电的电力系统电源规划/调度与供电充裕性基于风力发电出力的多时空尺度爬坡特征，建立电力系统容量与灵活性一体化的规划和运行调度理论和方法；研究有效评估风力发电容量信度的理论臵和方法，提出计及常规电源有效爬坡能力和灵活性的系统充裕性理论和指标体系；基于爬坡预测误差的不确定性，研究满足灵活性需求的电源滚动优化调度理论和方法；探索风力发电地理分布集中度、跨区域平衡、多种资源联合调度（如：负荷需求响应、电动车充放电调度）等因素与常规电源灵活性需求相互影响的规律。科学问题二：含弱支撑性/强随动性/弱生存性风电电力系统的控制和保护理论与方法围绕科学问题二，研究以下三个内容：（3）远距离大规模风电的有功/无功功率控制与电力系统频率及电压稳定研究远距离大规模风电的有功控制与系统频率、无功控制与系统电压的相互作用规律。考虑风力机转动惯量的风速约束及转速可控性，探索风力机虚拟惯量的控制和优化理论，保障含大规模风电的电力系统频率稳定。研究在暂态过程中风力机无功功率控制与电网柔性交流输电装、高压直流输电系统的相互作臵用和协调控制，实现电力系统在故障期间及恢复过程中的电压稳定控制。（4）远距离大规模风电的机电功率控制及同步并网机制与电力系统同步稳定以典型风力机机电功率控制架构(桨叶/发电机/变频器控制)及同步并网机制（锁相主从同步）为基础，研究风力机之间、风力机与邻近同步发电机间的动态耦合相互...
