申报（推荐）山东科学技术奖项目公示材料

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1、申报（推荐）山东省科学技术奖项目公示材料奖项种类：科技进步奖项目名称：支撑电网消纳新能源的火电机组涉网性能提升技术及系统完成人：王建东,李军,游大宁,庞向坤,赵岩,王勇,余真鹏,孟瑜，孟祥荣,李华东,毕贞福,高嵩完成单位：山东电力研究院、山东科技大学、国网山东省电力公司、北京大学、山东中实易通集团有限公司、山东鲁能软件技术有限公司项目简介：电力工业是我国经济发展战略中的重点先行产业，一直保持着快速发展的趋势，其中燃煤发电一直处于主导地位，风电、光伏等清洁能源发电比重不断上升。然而，受自然条件的限制

2、，清洁能源发电量会不断出现大幅度快速波动，产生电网频率失稳、电能质量下降等严重问题，甚至导致抛弃清洁能源并网发电。这就需要燃煤火电机组具备良好的涉网性能，才能从根本上袮补清洁能源发电量的波动。国家发展改革委和国家能源局2018年3月发布的《关于提升电力系统调节能力的指导意见》指出，“为实现我国提出的2020年、2030年非化石能源消费比重分别达到15%、20%的目标，保障电力安全供应和民生用热需求，需着力提高电力系统的调节能力及运行效率，从负荷侧、电源侧、电网侧多措并举，重点增加系统灵活性、适应性

3、，破解新能源消纳难题，推进绿色发展“，其中第一、六项指导意见是“实施火电灵活性提升工程”和“增强受端电网适应性”。因此，针对电网侧和电源侧的衔接处，开展火电机组涉网性能提升技术的研究与应用工作具有非常重要的现实意义，对提高电力系统的调节能力、破解新能源消纳难题有着基础性的技术支撑作用。本项目以提升火电机组的一次调频、自动发电控制等涉网性能为目标，取得了以下主要科技创新：1、提出了基于系统辨识的一次调频性能动态评价方法，去除了主汽压力变化对一次调频性能评价的影响，并研发了基于超调补偿和压力修正的一次

4、调频优化控制方法及系统，提升了并网机组一次调频指标；2、建立了基于PID控制器的控制系统动态性能评价理论与方法，突破了动态性能基准缺少解析式的瓶颈问题，并设计了煤质变化和PROPR模式下的机组优化控制方法，解决了兼顾自动发电控制性能和机组运行平稳性的实际难题；3、给出了调节阀的新数学模型和非线性故障补偿方法，用于诊断主汽调节阀故障、减弱其对机组涉网性能的不利影响，并提出了辅机故障发生后的机组优化控制方法，确保了故障条件下机组减负荷的安全平稳性；4、研制了源网动态性能在线监测平台，包括厂侧数据传输系

5、统、主站系统和网侧数据传输系统，实现了基于火电机组的实时远程传输数据，动态评价多台机组的一次调频和自动发电控制等涉网性能，并在性能下降时，及时给出提高机组涉网性能的优化技术方案。项目获得授权发明专利、实用新型专利和软件著作权100余项，发表SCI、EI和核心期刊收录学术论文150余篇，得到多位国际权威专家、知名学者和行业专家的积极评价与认可。研究成果已应用于山东省130多台火电机组，取得显著的社会效益和经济效益：在电网侧，通过提高多台火电机组的涉网性能，增强了电网的调节能力，使得电网既能大幅度消纳

6、清洁能源，又能实现安全优质的电力供应；在电源侧，通过实施提升机组涉网性能的优化控制方法，使得火电机组既达到了并网发电的性能考核要求，获得电网辅助服务的经济奖励，又减少了在响应电网指令时出现的主蒸汽压力等机组变量的波动幅度，降低了燃煤等原料消耗量和氮氧化物等污染物排放量。推荐专家意见：专家一：陈维江、中国科学院院士、国家电网公司推荐意见：自2006年国家电力监管委员会发布“两个细则”以来，我国的大型主力火电机组进入到前所未有的运行新模式，实发功率跟踪电网负荷指令变化，而不是长期处于单一工作点。这种新

7、模式带来了新的挑战，既要保障实发功率能够跟踪电网负荷指令大范围快速变化，又要保障机组的平稳运行，特别是主蒸汽压力等机组主要变量不能产生大幅度波动。推荐项目是针对这种新模式、新挑战开展的，具有非常重要的研究意义和应用价值。项目创新点主要包括：1）提出了基于系统辨识的一次调频性能动态评价方法，并研发了基于超调补偿和压力修正的一次调频优化控制方法及系统；2）建立了基于控制系统动态性能评价的自动发电控制性能评价方法，并设计了煤质变化和PROPR模式下的自动发电控制性能优化控制方法；3）给出了调节阀的新数学

8、模型和非线性故障补偿方法，以及辅机故障发生后的机组优化控制方法，用于诊断主汽调节阀故障、减弱其对机组涉网性能的不利影响；4）研制了源网动态性能在线监测平台，获取火电机组的实时远程数据，动态评价多台机组的一次调频和自动发电控制等涉网性能，并在性能下降时，及时给出提高机组涉网性能的优化技术方案。与国内外相关技术相比，项目的四个创新点构成了系统、完整的技术路线，有效指导了火电机组涉网性能动态评价与优化的理论与应用工作，避免了工业现场普遍采用的摸索、尝试的工作方式，大幅度降低了技术难度和实