1. 研究目的与意义
研究背景：
近年来，随着全球能源紧缺、环境污染、气候恶化问题的日益严峻，加快开发利用可再生能源已成为国际社会的共识，大力发展可再生能源已成为我国的重要能源战略。中国作为世界上能源消耗量和需求量都非常大的发展中国家，政府十分重视调整能源产业革命，大力发展可再生清洁能源已成为其中的重要举措。国家能源产业政策的密集出台，大力推动了我国分布式能源的迅猛发展。为解决高密度分布式电源的接入后的消纳和运行控制问题，研究分布式电源的集群运行特性和控制划分方法具有迫切的现实意义。
研究意义：
2. 课题关键问题和重难点
（1）高渗透率接入情况下分布式电源区域集群运行特性与划分方法研究
与大型风电机组的多机等值相比，分布式电源的多机出力综合运行特性机制面临的困难更多，需要考虑分布式电源集群的多布点、多时段、跨空间的变化特性，需要明确不同集群特性和配电网多运行状态相互作用的复杂机制。分布式电源采用集群控制方式响应配电网控制需求时，其运行方式、出力响应特性、控制调节的快慢特性、电压灵敏度特性等均随时间动态变化，集群划分需要兼顾控制模式切换、控制效果和经济性，这就提出了多时间尺度下动态集群划分的需求。
（2）高渗透率接入情况下分布式电源区域集群优化控制技术研究
3. 国内外研究现状（文献综述）
文献[1]从大规模光伏系统的建模与仿真、大规模光伏接入对系统动态和稳态特性的影响、大规模光伏外送及消纳的关键技术三个方面对国内外研究现状进行了归纳、总结。提出了建议供参考。仍有一些内容篇幅无法纳入，但值得继续讨论。
文献[2]基于戴维南电路的双馈风电场等值算法应用的阶动力学简化模型，引入理想变压器将风力发电机戴维南等效电路中暂态内电势节点移置到一个公共等效节点，再通过网络化简得出风电场等值网络，并按照风电场输入机械总功率不变的原则及设定的ＤＦＩＧ风电机组功率转速特性推导出等效风速及等效转速。对风电场算例的等值计算结果表明，在采用单机等值模型时，基于戴维南电路的双馈风电场等值方法具有很好的稳态精度，但暂态误差偏大；进一步依据风电机组注入风速及对应的暂态特性将风电机组分为群，可有效提高风电场等值模型的动态精度。该方法计算过程简便，与合理的分群准则相配合（建议采用等值模型），可获得较高的稳态与暂态精度，对电气连接复杂及风电机组注入风速、电气参数相差较大的风电场具有较好的适应性。
文献[3]提出了逆变器聚合指标、光伏电站等值方案及在线验证方法，实现了适用于机电暂态仿真大型光伏电站在线动态等值。部分数据通过离线计算，在线匹配方式获取，提高了在线动态等值的效率。该方法不局限于逆变器类型或具体的控制模式，实现了暂态稳定仿真精度可接受前提下对光伏电站尽量等值简化，有利于提升在线安全稳定分析的计算效率和精度水平。
4. 研究方案
综合考虑空间分布集中度、多机出力相似度、群体协同可控度等多种因素，提出基于多因素综合评估的层次聚类分析方法，实现具有空间区域分布集中、出力特性一致、可控可调等特征的区域分布式电源多机集群聚类。以模型研究为基础，研究考虑区域多类型集群平衡、多集群联合调度的配电网与多集群互动运行机制，服务于集群控制策略，丰富配电网有功功率控制、无功功率控制及电压控制、安全稳定控制等调节手段。
采用区域分布式电源集群管控装置，收集分布式电源群内分布式电源信息，对群内所有设备、分布式电源采用标准化建模，基于信息交换模型，将群内信息上送给区域分布式电源集群一体化监控系统；管控装置接受分布式电源集群监控系统下发的运行控制策略，协调调度分布式电源集群中发电单元。通过分布式电源群协调控制装置，实现分布式电源群协调控制、群网络监控、群信息建模、数据存储、通信及日志存储等功能。
5. 工作计划
第2-3周针对项目需求进行调研；对国内外相关技术进行深入分析，对分布式电源集群基本架构和硬件需求进行调研。
第4-5周分析分布式电源集群差异性，提出分层控制架构，研究集群与配网的典型交互模式，不同交互模式下的控制策略及其在系统各层级的功能部署。
第5-8周分布式电源集群信息建模技术研究；分布式电源集群控制监控系统的整体软硬件构架设计；设计相关算法的整体研究方案；分布式电源集群管控装置完成硬件平台系统架构、主要硬件定型及各装置基本主要功能定义。
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