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教職工

全部教師

當前位置: 首頁 > 教職工 > 魯宗相

魯宗相

bevictor伟德官网 電機系 長聘教授

研究方向

風電/太陽能發電并網分析與控制、能源與電力宏觀規劃、電力系統可靠性、分布式電源及微電網

北京市海澱區bevictor伟德官网西主樓3區211

luzongxiang98@tsinghua.edu.cn

010-62782945

  • 個人介紹
  • 教學情況
  • 科研項目
  • 論著專利
  • 學術兼職

1998年bevictor伟德官网電機系本科畢業;2002年bevictor伟德官网博士畢業後留校任教至今。IET Fellow,IEEE Senior Member,中國電機工程學會高級會員,四川電機工程學會副理事長,北京電機工程學會新能源專業委員會副主任委員,可再生能源學會綜合系統專委會副主任委員,全球能源互聯網發展合作組織新型電力系統專委會副秘書長,四川省“峨眉計劃”特聘專家,成都市“蓉漂計劃”專家。主要研究方向為風電/太陽能發電并網分析與控制、能源與電力宏觀規劃、電力系統可靠性、分布式電源及微電網。出版著作及合著12部(英文專著2部),發表論文200餘篇,獲授權發明專利80餘項。獲國家科技進步獎二等獎1項,日内瓦國際發明金獎2項、銀獎1項,省部級獎勵30項,其中一等獎8項,二等獎11項,三等獎11項。2023年入選美國斯坦福大學發布的“全球前2%頂尖科學家榜單第六版”,2024年入選中國發明協會評選的“當代發明家”。

個人簡曆

2024.07~今 bevictor伟德官网電機系,長聘教授

2019.07~2024.06 bevictor伟德官网電機系,長聘副教授

2006.01~2019.06 bevictor伟德官网電機系,副教授

2002.08~2005.12 bevictor伟德官网電機系,講師

個人榮譽

1、科研成果獲獎

項目獲獎

1) 2023年度,日内瓦國際發明展金獎

2) 2023年度,日内瓦國際發明展銀獎

3) 2023年度,河北省科技進步獎一等獎

4) 2023年度,中國可再生能源學會科技進步獎一等獎

5) 2023年度,中國電工技術學會科技進步獎一等獎

6) 2023年度,中國電力創新獎一等獎

7) 2023年度,北京市科技進步獎二等獎

8) 2022年度,中國電力科學技術進步獎二等獎

9) 2021年度,中國電力創新獎一等獎

10) 2021年度,中國電工技術學會科技進步獎二等獎

11) 2021年度,日内瓦國際發明展金獎

12) 2020年度,電力科技進步獎二等獎

13) 2020年度,第十屆吳文俊人工智能科技進步獎二等獎(中國人工智能學會)

14) 2019年度,國家科技進步獎二等獎

15) 2019年度,河北省科技獎二等獎

期刊論文獲獎

1)2023年度,中國領跑者5000論文獎

2)2022年度,《電力系統自動化》年度優秀論文一等獎、二等獎

3)2022年度,《中國電力》期刊優秀論文

4)2021年度,中國電力出版社成立70周年70種精品圖書

5)2021年度,《中國電力》期刊優秀論文

6)2021年度,中國電機工程學會期刊優秀論文三等獎

7)2021年度,中國領跑者5000論文獎

8)2020年度,中國領跑者5000論文獎

9)2019年度,中國電機工程學會優秀論文獎一等獎

會議論文獲獎

1)Xiaoqian Guo, Ying Qiao, Zongxiang Lu, etc. Fast Optimal Power Allocation Algorithm for Multi-Terminal AC/DC Hybrid Grids With Wind Power Integration. The 6th International Conference on Renewable Power Generation (RPG), Wuhan, China, 19–20 October 2017(Best conference paper)

2)Yida Ye, Zongxiang Lu, Ying Qiao, etc. Conditional probabilistic modeling of wind power forecast error. 2017 IEEE Power and Energy Society General Meeting, Chicago, IL USA, 16 – 20 July 2017. (Best GM Conference Papers)

3)Wenzu Wu, Kunjin Chen, Ying Qiao, Zongxiang Lu. Probabilistic Short-term Wind Power Forecasting Based on Deep Neural Networks. 2016 International Conference on Probabilistic Methods Applied To Power Systems, Beijing, China, 16-20 October 2016. (PMAPS Roy Billiton Student Paper Bronze Award)

2、教學成果獲獎

1)2012年bevictor伟德官网第十二屆實驗技術成果獎(二等獎)

2)2009年bevictor伟德官网青年教師教學優秀獎

授課情況

1、本科生課程:

發電廠工程,2008年-2023年,每逢春季學期開課,大三年級本科生

電力系統分析與控制,2023年起,每逢春季學期開課,大三年級本科生

新能源發電與并網,2009年起,每逢秋季學期開課,大三年級本科生

2、研究生課程:

電力系統不确定性分析,2008起,每逢秋季學期開課,研究生

學生培養及學生所獲榮譽

1、已畢業學生

畢業博士8人:李立(2005-2011),王彩霞(2006-2011),李海波(2012-2017),葉一達(2014-2019),李昊(2016-2021),林弋莎(2018-2023),姜繼恒(2017-2024),李佳明(2019-2024)

畢業工學碩士13人:趙明欣(2007-2009),吳林林(2008-2010),王震(2009-2011),兌潇玮(2010-2012,轉博,導師:朱桂萍,2017年畢業),李劍楠(2011-2013),戴夢(2012-2014),程麗娟(2013-2015),龔莺飛(2014-2016),武晗(2014-2017),吳曉剛(2015-2017),王尤嘉(2015-2017),伍俊(2015-2018),張帆(2016-2018)

畢業工程碩士28人:李風羽(2004-2009),王正英(2005-2009),王鵬(2007-2010),楊莉(2007-2013),沈戰嶺(2008-2013),唐春華(2008-2013),吳宇輝(2008-2014),崔紹華(2009-2011),汪大為(2009-2011),司派友(2009-2012),康龍(2009-2012),孔曉培(2009-2013),梁廷婷(2009-2013),王豐(2009-2014),王建偉(2009-2013),龍志(2009-2013),閻娜(2010-2015),李明輝(2010-2015),任昱(2010-2015),李遠卓(2012-2016),梁雷(2013-2016),陳璐(2012-2017),耿博(2013-2018),盧奕城(2014-2017),鄭千子(2014-2018),景濤(2014-2018),陳勇剛(2014-2018),姜忠炜(2014-2019)

畢業工程管理碩士5人:張培榮(2012-2014),張晶(2014-2016),項浩(2019-2022),楊乾坤(2020-2023),賈新宇(2019-2024)

2、在讀學生

在讀博士生7人:陳瑞捷、張仕钰、何永勝(工博)、楊旭(工博)、霍子宇、郭旭、申萌均(工博)

在讀碩士生1人:梁宏程

縱向項目

1)2009.01-2012.12,國家自然科學基金委員會/國重專項基金,課題負責人,“微電網系統若幹應用基礎理論研究”課題一“微電網系統動态建模、運行及其與主網相互作用機理仿真研究”

2)2011.01-2013.12,國家自然科學基金委員會/面上基金,負責人,“基于功率預測的集群風電融入大電網的主動運行控制策略研究”

3)2011.09-2013.07,國家科技部/科技支撐項目,子課題負責人,“風光儲輸示範工程關鍵技術研究”課題四“聯合發電系統運行與維護關鍵技術”(2011BAA07)

4)2012.01-2017.12,國家自然科學基金委員會/重大基金,技術骨幹,“大規模風電接入電力系統運行與控制理論研究”課題一“基于風資源時空動力學與統計學特性解耦的功率預測理論與方法”

5)2012.01-2014.12,國家科技部/863項目,任務負責人,課題“間歇式電源并網規劃與随機全過程分析技術研究與開發”任務四“間歇式電源與電網的協調規劃技術”

6)2013.01-2015.12,國家科技部/科技支撐項目,任務負責人,課題“區域智能電網綜合示範工程”任務二“消納大規模間歇式能源的智能調度與控制技術”

7)2016.07-2020.12,國家科技部/重點研發計劃項目,課題負責人,“未來電力系統結構形态演化模型及電力預測方法”

8)2017.01-2020.12,國家自然科學基金委員會/面上基金,負責人,“高比例可再生能源場景下的電力系統靈活性規劃研究”

9)2018.01-2021.12,國家自然科學基金委員會/智能電網聯合基金,負責人,“高比例可再生能源未來電網的源網協調一體化規劃基礎理論與關鍵技術研究”(U1766201)

10)2018.07-2021.6,國家科技部/重點研發計劃項目,骨幹人員,“促進可再生能源消納的風電/光伏發電功率預測技術及應用”

11)2021.12-2025.11,國家科技部/重點研發計劃項目,課題負責人,“光伏/風電場站實時調節能力動态評估技術”

12)2024.01-2027.12,國家自然科學基金委員會/智能電網聯合基金,負責人,“高比例風光電源不确定度理論與電網調控技術”

專著12部,發表論文200 餘篇,其中SCI收錄38篇,EI收錄100餘篇,授權發明專利85項。

1、專著

1) Zongxiang Lu, Haibo Li, Ying Qiao, Xie Le, Chanan Singh. Power System Flexibility. Academic Press (Elsevier), 2023.09

2)魯宗相,黎靜華,伍聲宇. 電力系統高比例可再生能源發展路徑,北京:科學出版社,2022.12

3)魯宗相,黎靜華,伍聲宇. 高比例可再生能源電力系統形态及演化,北京:科學出版社,2022.3

4)魯宗相,喬穎,李海波,闵勇,胡偉. 高比例可再生能源電力系統靈活性:概念、理論與應用,北京:電力出版社,2022.1

5)肖子牛,魯宗相,任洲洋,王铮,胡博. 新能源中長期電量預測與優化調度,北京:氣象出版社,2021.7

6)Zongxiang Lu, Shuangxi Zhou. Integration of Large Scale Wind Energy with Electrical Power Systems in China, Wiley, 2018

7)曾平良,魯宗相,王秀麗,程林,等. 大規模新能源并網規劃,中國電力出版社,2017

8)魯宗相,闵勇,喬穎. 微電網分層運行控制技術及應用,電子工業出版社,2017

9)楊汾豔,唐景星,魯宗相. 500kV終端變電站可靠性分析,中國電力出版社,2013

10)胡文堂,餘紹峰,魯宗相,高勝友. 輸變電設備風險評估與檢修策略優化,中國電力出版社,2011

11)周雙喜,魯宗相. 風力發電與電力系統, 中國電力出版社, 2011

12)魯宗相. 電廠事故的可靠性預測與防範, 中國電力出版社, 2007

2、Book Chapter

1) Zongxiang Lu, Guiping Zhu. China’s Resources, Energy and Sustainable Development: 2020, Pages 99-160, Chapter 4 The Transition of China’s Power System, Springer, 2021, ISBN: 978-981-33-6099-0

2)姚強、于永達、朱桂萍、麻林巍、蔡文佳、齊天宇,等. 中國資源能源與可持續發展. 第13、14章,390-450頁,科學出版社,2015,ISBN:978-7-03-045976-3

3)周孝信,魯宗相等. 能源革命中電網技術發展預測和對策. 總論部分,3-142頁,科學出版社,2015,ISBN:978-7-03-045536-9

4)Guiping Zhu, Zongxiang Lu, Zanji Wang. Sustainable Automotive Energy System in China, Pages 271–299, Edited by China Automotive Energy Research Center. New York, USA: Springer Press, 2013, ISBN 978-3-642-36847-9

5)肖立業,齊智平,魯宗相等. 中國戰略性新興産業研究與發展-智能電網. 第五章5.1,5.2節,199-231頁,機械工業出版社,2013,ISBN:978-7-111-43192-3

6)bevictor伟德官网中國車用能源研究中心. 中國車用能源展望2012. 第9章,220-240頁,科學出版社,2012,ISBN:978-7-03-032796-3

3、國際期刊論文代表作

1) Jiaming Li, Ying Qiao, Zongxiang Lu*, Wei Ma, Xin Cao, and Rongfu Sun. Integrated Frequency-constrained Scheduling Considering Coordination of Frequency Regulation Capabilities from Multi-source Converters. JOURNAL OF MODERN POWER SYSTEMS AND CLEAN ENERGY, 2024, 12(1): 261-274

2) Yisha Lin, Ying Qiao, Zongxiang Lu*. Long-term generation scheduling for renewable-dominant systems concerning limited energy supporting capability of hydrogeneration. IET Generation Transmission & Distribution, 2022, 16(1): 57-70

3) Hao Li, Ying Qiao, Zongxiang Lu*, Baosen Zhang, Fei Teng. Frequency Constrained Stochastic Planning Towards a High Renewable Target Considering Frequency Response Support from Wind Power. IEEE Transactions on Power Systems, 2021, 36(5): 4632-4644

4) Hao Li, Zongxiang Lu*, Ying Qiao, Baosen Zhang, Yisha Lin. The Flexibility Test System for Studies of Variable Renewable Energy Resources. IEEE Transactions on Power Systems, 2021, 36(2): 1526-1536

5) Yida Ye, Ying Qiao, Le Xie, Zongxiang Lu*. A Comprehensive Power Flow Approach for Multi-terminal VSC-HVDC System Considering Cross-regional Primary Frequency Responses. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 2020, 8(2): 238-248

4、國内期刊論文代表作

1) 姜繼恒,魯宗相,喬穎,李佳明,程豔,關逸飛,汪挺. 基于全階模型的直驅風電機組多時間尺度等效慣量機理建模[J]. 電力系統自動化, 2024, 48(08):79-90.

2) 魯宗相,李佳明,喬穎,姜繼恒,王偉勝,朱淩志,王仕柏,苗偉威. 新能源場站快速頻率支撐能力評估研究現狀與技術展望[J]. 電力系統自動化, 2024, 48(10):1-19.

3) 魯宗相,姜繼恒,喬穎,闵勇,李昊. 新型電力系統廣義慣量分析與優化研究綜述. 中國電機工程學報,2023,43(5):1754-1775

4) 李梓丘,喬穎,魯宗相. 海上風電-氫能系統運行模式分析及配置優化. 電力系統自動化. 2022,46(08): 104-112

5) 魯宗相,李昊,喬穎. 從靈活性平衡視角的高比例可再生能源電力系統形态演化分析[J] . 全球能源互聯網,2021,4(1):12-18.

5、授權專利

1) 基于實測數據的風光儲電站有功及無功控制系統建模方法, 2016100498209, 2019/1/11

2) 計及轉供能力的海上風電場主變壓器容量優化方法, 2014108014360, 2019/1/11

3) 一種重要電力用戶應急保障方法及系統, 2016109519855, 2019/2/22

4) 用于黑啟動的區域電網多斷面動态可靠性評估方法, 201410750946X, 2019/3/26

5) 基于量測風速與空間相關性的異常數據點的校正方法, 201510876711.X, 2019/5/31

6) 新能源電站實時有功的分配方法及分配裝置, 201710055594.X, 2020/2/18

7) 提高風電消納能力的方法及裝置, 201710055630.2 , 2020/3/31

8) 風電場有功控制的方法、裝置及系統, 201710692543.8 , 2020/3/31

9) 風電功率概率預測方法及裝置, 201710055611.X, 2020/6/19

10) 新能源電站電壓平衡優化方法及存儲介質, 201711130381.5 , 2020/6/19

11) 預測誤差極值分析方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 201810620054.6 , 2020/7/31

12) 中長期風電功率預測方法、裝置、計算機設備及存儲介質, 201810798484.7 , 2020/7/31

13) 一種基于調峰效果的負荷側儲能優化配置方法, 201711173260.9 , 2020/9/15

14) 交直流混聯系統的最優潮流分配方法、存儲介質及設備, 201711442803.2 , 2020/9/15

15) 風電功率組合預測方法、裝置、計算機設備和可讀存儲介質, 201810644589.7 , 2020/9/15

16) 一種确定設備并網時系統穩定性的方法及裝置, 201910428481.9 , 2020/9/15

17) 多電源運行方式的優化方法, 201510045924.8 , 2020/11/10

18) 風電功率異常數據辨識方法及辨識裝置, 201710055628.5 , 2020/12/4

19) 風電功率概率預測方法、存儲介質及設備, 201710757703.2 , 2020/12/22

20) 電網電壓控制方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 201811641746.5 , 2020/12/22

21) 混合儲能系統及其功率控制方法、存儲介質, 201711435559.7 , 2021/1/12

22) 儲能電池多功能運行優化方法、系統和存儲介質, 201910043523.7 , 2021/1/12

23) 光伏數據聚類方法、光伏功率預測方法、存儲介質和設備, 201710935988.4 , 2021/1/26

24) 調頻參數獲取方法、裝置、計算機設備及可讀存儲介質, 201910654489.7 , 2021/3/30

25) 風電棄風電量的計算方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 201811466587.X, 2021/4/20

26) 一種确定設備并網時穩定性的方法及裝置, 201910428777.0 , 2021/5/14

27) 無功功率的配置方法、計算機設備以及可讀存儲介質, 201910748315.7 , 2021/6/15

28) 風電場群輸電設備的選型方法, 201711098785.0 , 2021/7/13

29) 儲能電池的倍率确認方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 201810669505.5 , 2021/7/13

30) 高壓連鎖脫網風險的預測方法、裝置及設備, 201811473676.7 , 2021/7/13

31) 換流站協同控制方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 2018106679067, 2021/9/7

32) 風電供暖系統能量流控制方法和裝置, 2018113193617, 2021/9/7

33) 可再生能源占比的确定方法、裝置和計算機設備, 2019112517670, 2021/9/7

34) 海上風電集群輸電系統結構優化方法及存儲介質, 201710785846.4 , 2021/10/12

35) 風電機組調頻方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 201810621924.1 , 2021/11/30

36) 電網系統頻率調整方法、裝置、計算機設備及存儲介質, 201910644919.7 , 2021/11/30

37) 配電網無功優化方法、裝置、計算機設備及可讀存儲介質, 2019105926377, 2022/3/11

38) 光伏場站功率的确定方法、裝置和計算機設備, 2019114042375, 2022/3/18

39) 電壓控制方法、裝置、設備、計算機設備和存儲介質, 2019101292230, 2022/3/22

40) 一種電力系統規劃方案的運行模拟方法, 201910536772X, 2022/4/15

41) 發電權交易效果評估方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 201910314332X, 2022/7/29

42) 用于電力系統的儲能一次調頻控制方法及裝置, 2021101213024, 2022/8/16

43) 控制用電負荷的方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 2020107827491, 2022/12/9

44) 電力系統儲能配置方法、裝置、計算機設備和存儲介質, 2021100987314, 2022/12/30

45) 風電場頻率支撐能力估計方法、裝置和計算機設備, 2021100987988, 2023/4/7

46) 中長期風電電量預測方法、裝置、計算機設備及存儲介質, 2019110883028, 2023/4/14

47) 基于非參數概率預測及風險期望的風電日前消納優化方法, 2016111610217, 2023/5/23

48) 多時空尺度電力系統頻率全軌迹協調優化控制方法, 2023103933103, 2023/6/16

1、學術組織任職

1)IET Fellow (2018-present)

2)IEEE Senior Member (2018-present), Member (2002-2018)

3)中國氣象服務協會,能源氣象專業委員會副主任委員(2023-)

4)全球能源互聯網發展合作組織,新型電力系統專委會委員、副秘書長(2023-)

5)中國可再生能源學會,綜合系統專委會副主任委員(2022-)

6)中國電機工程學會,高級會員(2015-),咨詢委員會(2020-)、電力名詞委員會(2020-)

7)北京電機工程學會可再生能源專業委員會,副主任委員(2019-)

8)中國電機工程學會能源互聯網專委會,委員(2018-),秘書長(2018-2020)

9)中國能源研究會電能專委會電力系統可靠性學組,委員(2018-)

10)中國能源研究會儲能專業委員會,委員(2016-)

11)中電聯電力行業可靠性管理委員會,委員(2010-)

12)北京電機工程學會風能發電專業委員會,委員(2010-)

13)中國電工技術學會電工産品可靠性研究會,委員(2005-)

14)中國電機工程學會可靠性專委會,委員(2004-)

2、國内外期刊編委

1)《供用電》編委,2014-

2)《分布式能源》編委,2016-

3)《電力系統保護與控制》編委,2018-

4)《電氣工程學報》編委,2019-

5)《電力系統自動化》編委,2019-

6)Wind Energy, member of editorial board, 2019-

7)Protection and Control of Modern Power Systems, member of editorial board,2018-

國家自然科學基金項目《高比例可再生能源未來電網的源網協調一體化規劃基礎理論與關鍵技術研究》成果介紹

項目内容簡介

我國嚴重棄風棄光的窘迫現狀和高比例可再生能源未來發展願景形成了巨大反差,如何規劃設計可再生能源并網運行從棄風棄光到高比例消納“負正翻轉”的技術途徑成為我國電力行業迫在眉睫的難題。本項目針對我國高比例可再生能源未來電網發展場景,深入研究全新的源網一體化規劃基礎理論與關鍵技術,建立分布式靈活資源和負荷深度耦合的廣義負荷模型與考慮資源、電源互補特性的高比例大規模可再生能源場站模型,提出精細刻畫波動電源随機特性、适應複雜工況源荷雙向響應的運行模拟方法,針對源端電網可再生能源大規模集中開發和受端電網常規電源“空心化”的不同特點分别提出立體組網、弱擴張型網絡的規劃方法,建立适應高比例可再生能源複雜場景的電網規劃評價指标與方法。預期研究成果可為我國高比例可再生能源未來電網願景的實現提供有效的規劃理論和技術,為國際可再生能源發展提供中國式範本。

課題一針對既具有高比率分布式可再生能源、電動汽車充放電随機波動特性又具有儲能與需求側響應的分布式靈活資源的新型電力系統,提出了采用源荷“機理分析,數據統計,能量互補耦合性”相結合的方法進行負荷深度耦合的廣義負荷建模,揭示廣義負荷的時空演變特性并建立其描述方法與預測模型。通過在可再生能源、儲能容量規劃與供電可靠性評估中的應用中得到檢驗,證明所提出的廣義負荷模型的有效性。

課題二針對傳統的電源規劃模型在多類型資源、電源互補特性的刻畫方面不足問題,項目研究了考慮資源互補的新型大規模可再生能源場站建模方法以及可用于大電網規劃的風光電等波動電源的多時空尺度聚合模型,提出了考慮與靈活資源互補的新型大規模可再生能源場站模型及其出力特性,有效地對新型發電單元進行了數學描述與建模,豐富了電網規劃的可再生能源模型庫,研究結果表明傳統忽略風機與光伏單元的可用性、可靠性與可再生能源基地内部的複雜特性的可再生能源場站建模方法不能有效、準确反映電網電源實際運行工況,所提方法可以提高可再生能源出力感知精度。方法對揭示高比例可再生能源環境下大規模可再生能源之間以及與靈活資源之間的互補聚合機理具有重大參考價值。

課題三針對高比例新能源接入帶來的電力系統供需平衡模式轉變問題,研究了系統源荷雙向響應的模型、機制及分析方法,提出了将各類電源及負荷随機時序特性均建模至網絡節點的源網荷儲一體化電力電量分析模型,最大限度保留了參與系統平衡的各元件的随機特性和約束特性;提出了基于源荷失配量的源荷雙向響應場景識别方法,解析了高比例新能源電力系統源荷響應的作用機理,基于此方法可在規劃階段估算負荷側響應的需求容量;建立了适合我國“國分省”多級平衡機制的分析框架和求解方法,可體現不同市場化程度下的跨區靈活支援能力對系統平衡特征的影響。研究方法和軟件實現6個區域電網27個省級電網公司部署,為我國“十四五”規劃研究工作起到重要支撐作用。

課題四針對我國可再生能源大規模開發集中輸送模式下源端電網外送電源特性調控及其與本地電網交互影響的多重難題,基于分層思想,提出了源端網絡立體組網規劃技術。考慮大規模可再生能源的平滑效應原理與頻率支撐的聚合等效原理,提出了計入可再生能源自身調頻調峰能力實現多元支撐彙集網絡的規劃方法。基于潮流跟蹤法,實現了網絡功能層劃分,并提出了本地消納與跨區輸電的全局優化模型及其求解算法。研究結果表明所提方法能夠有效協調資源驅動型可再生能源電源基地規劃與本地電網的輸配網絡規劃,綜合優化本地消納與跨區輸電功能。

課題五針對常規電源“空心化”的弱擴張型的受端電網,短路容量增加、電氣距離縮短、慣性提升等電網擴張效益萎縮而導緻常規規劃方法失效的難題,項目研究了高比例可再生能源電網安全穩定質變的内涵及安全穩定拐點分析方法,研究了提升系統安全穩定的技術框架和适應受端電網特征的規劃方法。提出了高比例新能源電力系統穩定拐點分析方法、拐點存在判據,提出了高比例新能源替代常規電源後系統穩定演化機理及拐點求解方法;提出了基于社團結構的受端電網多目标優化規劃方法和動态無功補償配置優化方法。研究結果表明,網架結構優化和新型技術配置規劃将有效解決未來受端電網的新能源規模不斷擴大而穩定性下降的問題,将為受端電網規劃提供有效的技術方法。

課題六針對未來高比例可再生能源電力系統關鍵性能指标的關注點發生變化、現有規劃方案評估方法及指标失效的問題,項目開展了适應高比例可再生能源複雜場景的電網規劃評價指标與方法研究,揭示了電力系統靈活性平衡機理,基于KPI方法提出了涵蓋安全性、可靠性、經濟性與靈活性的電網性能評價指标體系及其計算方法。基于概率化建模方法,提出了非時序生産模拟模型及其求解算法,實現了“四性”指标的模拟分析。考慮電網規劃方案的多時間尺度運行适應性,提出了調峰調頻性能短時間尺度和中長期尺度的綜合評價模型和評價方法。研究結果表明,所提的高比例可再生能源電網規劃方案評價方法與指标體系能夠全面反映系統的各類性能,有效彌補現有評價工作的缺陷,該方法對未來電網規劃方案評價起到重要支撐作用。

項目取得的代表性成果如下:

論文

1) Li Haibo; Qiao Ying Lu Zongxiang. Probabilistic Flexibility Evaluation for Power System Planning , IEEE Transactions on Power Systems, 2018.05, Considering Its Association With Renewable Power Curtailment. 33(3):3285~3295, SCIE, EI.

2) Zhang Fan ; Qiao Ying;(#)Lu Zongxiang, Extreme wind power forecast error analysis application in day-ahead reserve capacity planning, IET Renewable Power Generation, 2018, 12(16):1923~1930, SCIE, EI,

3) Shi Kunpeng ; Qiao Ying; Zhao Wei; Wang Qing; Liu Menghua; Lu Zongxiang, An improved random forest model of short-term wind-power forecasting to enhance accuracy, efficiency, and robustness , Wind Energy, 2018.12, 21(12):1383~1394, SCIE, EI.

4) Lu Zongxiang, Ye Yida, Qiao Ying; An Adaptive Frequency Regulation Method With Grid-Friendly Restoration for VSC-HVDC Integrated Offshore Wind Farms, IEEE Transactions on Power Systems, 2019-9, 34(5):3582-3593. SCIE.

5) Yida Ye, Ying Qiao, Le Xie, Zongxiang Lu, A Comprehensive Power Flow Approach for Multi-terminal VSC-HVDC System Considering Cross-regional Primary Frequency Responses, Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 2020, 8(2):238-248.

6) Hao Li, Zongxiang Lu, Ying Qiao, Baosen Zhang, Yisha Lin. The Flexibility Test System for Studies of Variable Renewable Energy Resources. IEEE Transactions on Power Systems, 2020

7) 喬穎; 郭曉茜; 魯宗相; 孫榮富; 考慮系統頻率二次跌落的風電機組輔助調頻參數确定方法, 電網技術, 2020, (03):807-815

8) Hao Li, Ying Qiao, Zongxiang Lu, Baosen Zhang and Fei Teng, Frequency-Constrained Stochastic Planning Towards a High Renewable Target Considering Frequency Response Support From Wind Power, in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 36, no. 5, pp. 4632-4644, Sept. 2021, doi: 10.1109/TPWRS.2021.3066991

學術專著

1) 曾平良,魯宗相,王秀麗,程林,等. 大規模新能源并網規劃,中國電力出版社,2017

2) 魯宗相; 喬穎; 李海波. 高比例可再生能源電力系統靈活性:概念、理論及應用, 中國電力出版社, 2021

3) 專利

4) 喬穎,魯宗相,林弋莎.風電棄風電量的計算方法、裝置、計算機設備和存儲介質[P].中國:201811466587X,2018-12-03.

5) 王靖然,孫榮富,喬穎,等.風電供暖系統能量流控制方法和裝置[P].中國:2018113193617,2018-11-07.

6) 孫榮富,王靖然,喬穎,等.風光集群有功控制方法、裝置、計算機設備和存儲介質[P].中國:201811302389X,2018-11-02.

7) 魯宗相,喬穎,張帆.用于中長期發電計劃的中長期預測[P].中國:2018107984847,2018-07-19.

8) 魯宗相,喬穎,張帆.适應機組組合需求的組合預測方法[P].中國:2018106445897,2018-06-21.

9) 魯宗相,喬穎,張帆.用于日前備用安排的預測誤差極值分析[P].中國:2018106200546,2018-06-15.

會議報告

1) 特邀報告, Zongxiang Lu, Transition of Power System with High Share of RE based on the View of Flexibility, IEEE Sustainable Power & Energy Conference (iSPEC 2019), Beijing, 2019.11.22-2019.11.23

2) 特邀報告, Zongxiang Lu, A Coordinated Strategy for VSC-HVDC Integrated Offshore Wind Farms to Enhance Two-Stage Frequency Regulation Capability, The 14th IET International Conference on AC and DC Power Transmission (ACDC 2018), Chengdu, 2018.6.28-2018.06.29

3) 特邀報告, Zongxiang Lu, Flexible Resource Planning in Future Power System with High Penetration of Renewable Energy, Powercon 2018, Guangzhou, 2018.11.06-2018.11.08

4) 特邀報告, Zongxiang Lu, Wind Power Forecast Method Considering its Application in Power Grid Dispatching, 2019 IEEE 3rd International Electrical and Energy Conference (CIEEC2019), Beijing, 2019.09.07-2019.09.09

5) 特邀報告, Zongxiang Lu, The Flexibility Test System for Studies of Variable Renewable Energy Resources, The IEEE Conference on Energy Internet and Energy System, Wuhan, 2020.10.30-2020.11.01

6) 特邀報告, Zongxiang Lu, Key technologies and applications of transmission system planning for large-scale offshore wind power clusters in the middle and far sea, 2020 IEEE Sustainable Power & Energy Conference, Chengdu, 2020.11.23-2020.11.25

7) 特邀報告, Zongxiang Lu, Renewable Energy Dominated Power System Long Term Planning Considering the Carbon Neutral Target, The 6th International Symposium on the Future of Renewable Energy, Beijing, 2021.09.09

8) 特邀報告, Zongxiang Lu, Long-term generation scheduling for renewable-dominant systems concerning limited energy supporting capability of hydrogeneration, The IEEE Conference on Energy Internet and Energy System, Taiyuan, 2021.10.22-2021.10.25

9) 特邀報告, Zongxiang Lu, Long Term Planning of Renewable Energy Dominated Power System Considering Flexibility, 2021 INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER SYSTEM TECHNOLOGY, Haikou, 2021.12.08-2021.12.09

10) 特邀報告, Zongxiang Lu, Flexibility Issue of Ultra High Share Renewable Energy Power System, IEEE Sustainable Power & Energy Conference (iSPEC 2021), Nanjing, 2021.12.23-2021.12.25

11) 特邀報告, Pingliang Zeng, Transmission Infrastructure Development for High Levels of Renewable Penetration, EEE PES General Meeting 2019, Atlanta, 2019.8.4-2019.8.8

12) 特邀報告, Zhao Shanshan,Research on Function and Morphology of Future Power System and its Evolution Driving Force,2020 IEEE Sustainable Power and Energy Conference, iSPEC2020,Chengdu,2020.11.23-2020.11.25

13) 特邀報告, Jia Liu, New power system planning with new energy as the main body under multi-agent game, IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2 2021), Taiyuan, 2021.10.22-2021.10.25

人才培養

1) 李昊,基于時間尺度耦合的高比例可再生能源電網形态及演化[D],bevictor伟德官网,2021

2) 葉一達,電力電子化電力系統有功頻率協調控制[D],bevictor伟德官网,2019

3) 張帆,考慮調度需求的風電功率預測[M],bevictor伟德官网,2018

4) 伍俊,規模化儲能在源網荷環節的多功能應用及運行優化[M],bevictor伟德官网,2018

5) 郭曉茜,風電集群接入柔性直流電網的輔助調頻研究[M],bevictor伟德官网,2018

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