项目名称新能源发电调度运行关键技术及应用推荐单位
（专家）
北京市
推荐单位（专家）意见：
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。
项目紧密围绕我国新能源发展的重大战略需求，依托国家973计划和科技支撑计划，通过产学研协同攻关，自主创新，取得了系列创新成果：首创了波动特性聚类与辨识、多模型交互校验与融合的波动过程预测方法；提出了基于扩展拉丁超立方采样的相关性随机变量场景构造方法；提出了长短周期协调的电网-场站-发电单元三层功率控制方法；发明了风电机组和光伏逆变器低电压穿越控制策略；提出了适应新能源功率波动及故障穿越的输电通道过载安全稳定控制方法。项目形成了具有自主知识产权的新能源发电调度运行核心技术及相应的系列产品。
项目成果得到规模化应用，研发的新能源调度技术支持平台应用于辽宁、宁夏和青海等23个省级及以上电网，覆盖新能源总装机容量超过1亿千瓦；项目开发的低电压穿越装置应用于量产的风电/光伏变流器，装机容量近5000万千瓦，并出口至50多个国家。成果推广后，多消纳新能源300多亿千瓦时，经济效益和社会效益显著。
项目授权发明专利28项，发布国家和行业技术标准10项，出版专著1部，发表SCI/EI论文102篇。项目成果转化程度高，示范和带动能力强，提升了我国新能源消纳能力，推动了我国新能源发电行业的技术进步和健康发展。该项目获2015年度北京市科学技术奖一等奖。
对照国家科学技术进步奖授奖条件，北京市推荐该项目申报2016年国家科学技术进步奖一等奖。
项目简介：
大力发展新能源是我国保障能源安全、应对气候变化的重要举措。风力发电、光伏发电是我国新能源利用的主要方式，目前装机容量超过1.5亿千瓦，居世界首位。
我国超过80的新能源装机分布在“三北”地区电网末端，电网在新能源汇集、输送与消纳中发挥着重要作用。新能源发电具有随机性、波动性和低抗扰性，大规模接入后运行风险加大，电网需预留足够安全裕度，导致新能源消纳空间减小，电网安全运行与新能源有效消纳矛盾突出。
在保证电网安全的前提下，将预留的安全裕度用于新能源消纳是提升电网新能源消纳能力的关键。挖掘并用足电网新能源消纳空间面临三个核心问题：一是新能源功率预测误差大，调度策略偏保守，导致消纳空间降低；二是新能源发电单元数量多、资源时空分布差异大，新能源汇集点功率难以准确控制，消纳空间利用率低；三是新能源抗扰动能力差，易发生连锁脱网事故，且缺乏适应新能源特性的安全稳定控制技术，电网事故备用容量挤占了消纳空间。未来我国新能源安全与消纳矛盾进一步凸显，亟需突破调度运行关键技术，提升电网消纳能力。
依托国家973、科技支撑等计划，项目团队产学研用协同攻关，历时6年，研发了包含功率预测系统、随机调度控制系统、安全稳定控制系统的新能源调度技术支持平台和新能源发电低电压穿越装置，显著提升了电网消纳新能源的能力。主要创新包括：①首创了波动特性聚类与辨识、多模型交互校验与融合的波动过程预测方法，风电预测精度由87.74提高到92.43，光伏发电预测精度大于91.28；②提出了基于扩展拉丁超立方采样的新能源随机优化调度方法，在风险可控的前提下提高了消纳空间；③提出了新能源资源分布实时模拟方法和长短周期协调的三层有功功率控制方法，解决了新能源消纳空间最大化利用的难题，消纳空间平均利用率由71提升至95；④发明了基于快速锁相与主动保护的风电/光伏故障穿越技术，提出了新能源场站两级无功电压协调控制方法，解决了低压-高压连锁脱网制约新能源消纳的难题；⑤提出了适应新能源功率波动及故障穿越的输电通道安全稳定控制方法，释放了事故备用容量挤占的消纳空间，新能源集中开发地区外送能力平均提高20以上。
项目授权发明专利28项、实用新型专利13项，软件著作权15项，发布国标6项，行标4项，出版专著1部，发表SCI/EI论文102篇。项目研发的新能源调度技术支持平台已应用于23个省级及以上电网，覆盖新能源总装机容量超过1亿千瓦，并推广应用于葡萄牙和菲律宾。低电压穿越装置已应用于量产的风电/光伏变流器，总容量近5000万千瓦，并出口到美国、德国等50多个国家。
项目三年累计销售收入26.82亿元。国家电力调度控制中心统计表明，项目成果推广应用后，“三北”地区新能源消纳空间利用率达到95以上，近3年多消纳新能源300多亿千瓦时，未发生大规模新能源脱网事故。项目成果为保障我国新能源安全运行与消纳提供了坚强支撑，有力推动了我国新能源技术进步，实现了新能源调度运行技术和装备的国际引领，取得了巨大的经济和社会效益。
客观评价：
（一）验收及鉴定意见
2011年6月14日，国家科技部在北京组织召开国家科技支撑计划项目“风电场接入电力系统关键技术研究”验收会，验收意见摘录如下：“研究了风电场并网运行对电力系统安全稳定性的影响，提出了含风电的电力系统稳定性的措施。研制了风电场无功电压控制系统，可以利用双馈风电机组的无功调节能力实现对风电场的无功电压控制，并成功应用于风电场。本项目的研究和实施，对解决我国风电发展过程中遇到的关键技术难题发挥了重要作用，部分成果填补了国内空白，达到了国际先进水平”。
2015年2月11日，中国电机工程学会在北京组织召开了“新能源智能监测与调度系统研发及应用”项目技术鉴定会。由黄其励院士和程时杰院士等专家组成的鉴定委员会认为：该项目是新能源并网技术领域取得的重大自主创新成果，对促进新能源行业可持续发展具有重要意义。项目总体技术达到国际先进水平，其中风电/光伏发电功率预测精度、大规模新能源接入电力系统的多时间尺度优化调度方法处于国际领先水平。
2014年11月9日，中国电机工程学会组织的项目鉴定认为：研究成果切合风电规模化接入电网安全运行实际需求，对保障风电规模化地区的电网安全稳定运行、提高风电送出和消纳水平有重要作用，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景，总体技术达到国际先进水平，其中计及风机低电压穿越能力的紧急控制量动态修正方法、计及风电出力短时波动特性的过载控制方法和稳控装置与风电场EMS协调的风电场有功控制方法达到国际领先水平。
（二）曾获奖励
项目获2015年度北京市科学技术进步一等奖，获2014年度中国电力创新一等奖。
（三）查新报告
2016年1月，国家电网公司信息通信分公司对项目主要技术要点进行了查新，结论为该项目成果中的下列技术要点，在所检出的国内外相关文献中未见报道：
1）提出了风过程和云团移动数值模拟方法，首创了波动特性聚类与辨识、多模型交互校验与融合的波动过程预测方法；
2）提出了基于扩展拉丁超立方采样的相关性随机变量场景构造方法，实现了预测误差分布和风险约束的新能源随机优化调度模型快速求解；
3）提出了基于气象背景场动力约束的新能源资源分布实时模拟方法，提出了长短周期协调的电网-场站-发电单元三层功率控制方法；
4）发明了基于快速锁相与主动保护的风电/光伏故障控制与保护方法；
5）提出了适应新能源功率波动及故障穿越的输电通道过载安全稳定控制方法和最优布点策略。
（四）产品第三方测试
项目成果1.5MWUP1500型双馈风电机组于2011年通过了世界权威测试认证机构德国船级社GL公司按照IEC61400-21Edition标准进行的低电压穿越测试。
项目成果15kWSG15KTL型光伏逆变器于2012年7月通过了德国船级社GL公司认证，表明阳光电源SG15KTL光伏逆变器满足德国中压电网指令（BDEW，该认证是世界上第一个对光伏逆变器低电压穿越LVRT提供认证要求的并网标准。）认证要求，是国内首个通过该项认证的光伏逆变器产品。
（五）学术杂志评价
2013年3月，美国物理研究院(AmericanInstituteofPhysics)对本项目发表论文《Anactivepowercontrolstrategyforwindfarmbasedonpredictionsofwindturbinesmaximumgenerationcapacity》的评价：“该研究提出了一种新的有功功率控制策略，优化了风力发电效率，更好地实现了风电场调节控制（Researchersproposeanewstrategytooptimizepower-generationefficiencyandsobettercontrolwindfarms.）。”相关内容同时被《Science》日刊/周刊、物理协会等国外主流科学网站转载。
2012年2月，全球光伏行业权威机构Photon实验室对于阳光电源SG15KTL型光伏逆变器给予了A级评定和“中国脊梁”（ChineseSturdiness）的赞誉。Photon实验室认为该型号变流器在PHOTON实验室的测试中表现优异，……在电压和功率全范围内保持高度稳定。原文为“TheSungrowSG15KTLperformedwellinPHOTONLab’stests.……Thetestcandidateishighlyuniformovertheentirevoltageandpowerranges”。
（六）葡萄牙研发中心研究报告D1.5
2014年10月20日，葡萄牙能源研究中心（R&DNester）发布了《风电预测和工具动态互联提升研发》报告，结论如下：中国电力科学研究院提出的风电功率动态组合预测方法比葡萄牙原有方法预测误差（均方根）低2个百分点。
推广应用情况：
本项目在新能源预测、调度、控制方面取得了一系列创新性成果，研发了新能源调度技术支持平台（包括：功率预测系统、优化调度系统、功率控制系统、安全稳定控制装置）和低电压穿越装置，成果广泛应用于电网企业、发电企业和新能源装备制造企业等，在促进新能源消纳、保障电网与新能源安全运行、推动新能源行业技术进步方面发挥了重要作用。
（1）研发的新能源功率预测系统、优化调度系统、功率控制系统、安全稳定控制装置已推广应用于国家电力调度控制中心、辽宁、宁夏、青海等23个省级及以上电力调控中心，覆盖新能源总装机超过1亿千瓦，覆盖容量居世界首位，在保障电网安全的前提下充分挖掘了新能源消纳能力。
提出的风电/光伏发电功率预测方法已应用于葡萄牙国家能源网公司和菲律宾国家电网公司，其中风电功率动态组合预测方法比葡萄牙原有方法预测误差（均方根）低2个百分点。
（2）研发的风电场和光伏电站有功/无功控制系统已应用于全国160多个新能源场站，提高了新能源场站的并网控制性能，保障了新能源场站的安全运行。
（3）研发的具有故障穿越功能的风电机组变流器和光伏逆变器已广泛应用于国内主流新能源设备制造商，如联合动力、阳光电源、东汽、华创、运达、远景、华锐等，规模超过8000台套，容量约5000万千瓦，并出口到美国、德国等50多个国家。
（4）编制的国家标准《光伏发电站接入电力系统技术规定》(GB/T19964)、《光伏发电站无功补偿技术规范》（GB/T29321）、《光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求》(GB/T30153)、行业标准《风电功率预测系统功能规范》(NB/T31046)、《光伏发电站功率预测系统技术要求》（NB/T32011）、《风电
