科创中国

电网安全关乎国家能源安全和民生。构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现“碳达峰、碳中和”目标的国家战略。我国已建成世界上规模最大的交直流混联电网，新能源接入规模居世界第一。新能源、直流等电力电子设备的低抗扰性和弱支撑性极易造成巨大的功率冲击和连锁故障，破坏系统稳定，导致大停电。 对电网进行精准实时防控是电力行业公认的难题。电力电子设备大量分散接入，使得混联电网的暂态过程复杂多变、稳定特性难以辨析；多种稳定形态多时间尺度耦合，稳定性难以判别、稳定程度难以量化；破坏系统稳定的故障模式组合爆炸，不确定性增大，实时防控难度大。 团队依托国家科技支撑计划、国家自然科学基金等项目，产学研多方联合，历时10年，攻坚克难、实证应用，实现了提升新能源消纳能力的交直流混联电网安全稳定控制关键技术重大突破。

（1）明确了混联电网暂态过程响应规律，解决了复杂暂态过程难以辨析的难题。揭示了兼顾交直流混联电网及新能源逆变器动态特性的过电压机理，明晰了新能源出力占比对电网多维安全稳定特性影响规律，为复杂多变的暂态稳定过程认知奠定了理论基础。 （2）提出了系统稳定性超前判别方法，破解了新能源并网规模量化评估难题。提出了基于发电机转速特征的功角稳定超前判别方法，攻克了多直流馈入电网电压失稳快速实时评估技术；发明了新能源接纳能力量化评估指标，并研发了评估软件，为超大规模新能源并网的规划运行提供了技术支撑。 （3）发明了稳定控制措施实时量化和自适应解列技术，攻克了多层级实时防控难题。建立了不依赖仿真的安全稳定控制措施实时量化解析方法，提出了交直流混联电网解列断面实时搜索方法，研发了交直流混联电网自适应解列仿真模块，有效提升了超大规模新能源的并网消纳能力。

电网安全关乎国家能源安全和民生。构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现“碳达峰、碳中和”目标的国家战略。我国已建成世界上规模最大的交直流混联电网，新能源接入规模居世界第一。新能源、直流等电力电子设备的低抗扰性和弱支撑性极易造成巨大的功率冲击和连锁故障，破坏系统稳定，导致大停电。

对电网进行精准实时防控是电力行业公认的难题。电力电子设备大量分散接入，使得混联电网的暂态过程复杂多变、稳定特性难以辨析；多种稳定形态多时间尺度耦合，稳定性难以判别、稳定程度难以量化；破坏系统稳定的故障模式组合爆炸，不确定性增大，实时防控难度大。

项目授权发明专利20项、发表SCI/EI论文60篇，编制国家/行业标准8项、出版专著1部。专家鉴定项目总体技术达到国际领先水平，项目成果应用后近三年带来直接经济效益15.9亿元。 研发的安全稳定实时防控系统已应用于雁淮、天中及吉泉等直流工程，涵盖西北、华北、华中、华东电网，应用以来承受了10次直流闭锁等大扰动冲击，系统均正确动作，提升跨省跨区输电能力370万千瓦（16.8%），有力保障了超大规模新能源接入后交直流混联电网的安全稳定运行；开发的新能源接入规模量化评估软件已应用于全国6大区域26个省级及以上电网规划设计及生产运行，大幅提升电网新能源接纳能力，社会经济效益显著。

项目研发的安全稳定实时防控系统显著降低了大停电的风险，大幅提升了西北、华北等交直流混联电网的新能源消纳能力。项目成果推广应用前景广阔，未来可应用于新增的交直流混联电网工程，促进全国新能源规模化送出和消纳，支撑以新能源为主体的新型电力系统的构建和安全稳定运行。按照火电的燃煤量0.015千克/千瓦时，每吨煤排放2.6吨二氧化碳、0.024吨二氧化硫，则新增的181.65亿千瓦时风电发电量能降低燃煤27.24万吨，减少二氧化碳排放70.84万吨，减少二氧化硫排放0.65万吨，为大气污染防治做出重要贡献。

自行投资实施转化