中国储能网讯：能源是经济社会发展的重要物质基础和动力源泉，攸关国计民生和国家安全。能源安全新战略提出10年来，我国能源结构发生巨大变化，新能源发电已成为我国第二大电源。新能源高质量发展依赖能源技术的迭代升级。国家电网坚持创新驱动发展，不断升级输变电技术、新能源并网技术、电网智能调度技术等，加快建设新型能源体系，推动新能源“应并尽并、应发尽发”，为我国经济高质量发展和中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障。

科技强电网 绿电送四方

大漠，戈壁，广袤无垠。蓝天白云下，曾经飞沙走石的不毛之地，正加速形成一片片蓝色海洋和白色森林。

在一排排光伏板和一座座风机周围，电力铁塔巍峨挺立，条条银线绵延向前，将源源不断的清洁电能送向远方的千家万户。

2014年6月，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略，为推动新时代能源高质量发展提供了根本遵循。我国富煤、少油、缺气，随着现代化强国建设全面推进，能源消费将持续刚性增长。我国新能源资源丰富，以更大力度推动我国新能源高质量发展，是未来能源发展的主要方向。

当前，人们对环境、空气、水质量等有了更高的追求，不断扩大对清洁能源的应用，能够解决依赖化石燃料所带来的污染问题，满足群众对蓝天白云、绿水青山的向往。

10年来，我国新能源年均保持两位数的增长率，已成为全国新增电力装机主体，占全球风电光伏新增装机的一半以上。截至今年4月底，全国风电、光伏发电累计装机超过11亿千瓦。

推动新能源高质量发展，对能源技术提出更高要求。10年来，国家电网持续强化能源技术革命，坚持创新驱动发展，在特高压输变电、柔性直流、大电网控制等领域取得一大批具有自主知识产权、世界领先的重大成果。

在甘肃省酒泉市瓜州县河东乡，来自四面八方的清洁电能汇集到±800千伏祁连换流站，经过换流升压，可瞬间抵达2383千米之外的湖南韶山换流站。

甘肃是风光资源大省，±800千伏酒泉—湖南特高压直流输电工程是我国首个将大规模风电、光伏发电等新能源与火电打捆输送的特高压直流工程，也是国家“西电东送”重要通道。祁连换流站是±800千伏酒泉—湖南特高压直流输电工程的送端站，投运以来持续平稳向华中地区输送电量。

在±800千伏祁连换流站站长李宁瑞看来，稳定的新能源送出离不开站内2台300兆乏调相机的功劳。“祁连换流站调相机工程于2018年10月投运，2台调相机可以提升祁韶直流输送能力100万千瓦，有效缓解了河西走廊地区新能源受限局面，极大带动了华中地区及甘肃地区经济发展。”李宁瑞说。

随着特高压输电工程建设的蓬勃发展，跨区直流规模快速增长，“强直弱交”矛盾突出，电网动态无功不足导致送、受端电网都存在不同程度的电压稳定问题。

调相机作为电网运行的“稳压器”和“压舱石”，对改善电网功率因数、保障电网经济运行起到重要作用。它能根据系统需要，短时间内提供大功率无功支撑，在电网电压下降时自动增加无功输出，在电网电压上升时吸收无功功率，有效解决特高压跨区直流输电和风光新能源大规模接入电网带来的无功电压稳定问题，助力清洁能源消纳。

据统计，5月份甘肃新能源发电量80.55亿千瓦时，占甘肃电网总发电量的47%，创历史新高。“十四五”以来，甘肃新能源累计新增装机超过3300万千瓦。截至目前，装机占比已突破61%。

我国西部、北部新能源资源禀赋优越，但用能需求较低，加快跨省跨区输电通道建设成为必然选择。截至2023年年底，国家电网在国内建成35项特高压工程，累计送电超过2.9万亿千瓦时，有力支撑了“西电东送、北电南供”，促进了清洁能源在全国范围内的优化配置。

破解新难题 并网更高效

在“双碳”目标引领下，我国新能源装机持续快速增长，已成为第二大电源。未来我国将在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电和光伏基地，同时大力发展分布式新能源，推进海上风电基地建设。

新能源大规模并网后，电力系统电力电子化程度逐年提高，逐步向高比例新能源和高比例电力电子设备的“双高”趋势发展。

随着以风电和光伏发电为主的新能源装机规模与占比的不断提高，新能源并网稳定运行成为新能源持续发展的技术瓶颈。

高比例新能源并网导致电网的控制方式和结构都有较大的改变，系统不同时间尺度的交互作用也更加复杂，电力系统出现的振荡频率范围也更加宽广，由电力电子设备与电网交互引发的宽频振荡问题愈发突出，容易导致新能源脱网、设备损坏等问题，进而危及电网安全和影响新能源消纳水平。

为保障电力系统安全稳定运行，加快建设新型能源体系，促进新型电力系统发展，宽频振荡是必须面临和解决的问题之一。

作为国家电网科技创新的主力军，中国电力科学研究院依托可再生能源并网全国重点实验室，开展十余年的持续技术攻关与自主创新，攻克了新能源发电集群并网系统宽频振荡的分析与抑制难题，形成了“机理明晰、分析准确、抑制有效”的整体解决方案，有效解决了新能源集群经交流、常规直流、柔性直流等不同送出场景发生振荡的实际工程问题。

毕业于华中科技大学的博士肖云涛是可再生能源并网全国重点实验室的一员，令他自豪的是，经过团队的努力，他们让新能源宽频阻抗测量装置从实验室走进了新能源场站，为解决宽频振荡问题提供了新思路、新方法、新手段。

“新能源阻抗决定振荡特性，阻抗准确获取是振荡分析的基本前提。我们之前主要依靠设备厂商提供的数据进行仿真，但这样得到的阻抗数据不够准确，影响宽频振荡问题的研判，因此我们开始研究新能源宽频阻抗测量装置，到现场实际测量获取准确数据。”肖云涛说。

该装置是可再生能源并网全国重点实验室自主研制的适用于16兆瓦以下新能源机组阻抗实测的移动式测试装备，可以对新能源机组2~1000赫兹范围内的正、负序阻抗进行实测，进而开展新能源机组结构化建模以及新能源宽频振荡问题的分析与抑制。该装置填补了宽频阻抗现场实测世界空白，并荣获2024年第49届日内瓦国际发明展金奖。

自2023年起，该装置在河北、内蒙古、宁夏、陕西、云南等多地推广应用，解决了新能源并网宽频振荡问题，为提升沙戈荒、深远海等大规模新能源基地并网稳定性及送出能力提供了技术支撑。

“有了这项技术，我们在新能源场站并网前也可以提供更科学的振荡风险评估报告，指导新能源场站及时优化并网特性，最大程度避免宽频振荡问题，促进新能源安全高效并网，为我国能源绿色低碳转型贡献力量。”肖云涛说。

调节更灵活 风光消纳好

积极发展清洁能源，推动经济社会绿色低碳转型，已经成为国际社会的普遍共识。

经过持续攻关和积累，我国多项新能源技术和装备制造水平已全球领先，建成了世界上最大的清洁电力供应体系。但新能源“靠天吃饭”，具有间歇性、波动性等天然缺陷，对电网的系统调节能力提出更高要求。

近日，世界首个柔性直流电网工程——±500千伏张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北柔直工程”）累计向京津冀地区输送“绿电”达301.64亿千瓦时，相当于820余万户家庭一年的用电量。

张北柔直工程采用我国原创的柔性直流输电技术，创造12项世界纪录，让张北坝上随机波动的风电、光伏发电等清洁能源转化成稳定可靠的电能，源源不断送往京津冀。

国网冀北电力有限公司电力科学研究院电网技术中心副主任黄天啸是张北坝上的常客，10年来，他见证了张北新能源的蓬勃发展。“10年前，我印象中的张北县城只有两条街，如今随着新能源产业的快速发展，县城里越来越繁华，每次来都有新发现。”黄天啸说。

新能源的大规模发展对张北柔直工程提出了更高需求。为保障新能源送出和电网安全稳定运行，国家电网针对柔直电网技术的特殊性，探索应用先进的“构网型开环控制策略”，有效平抑新能源出力随机波动给柔直电网带来的影响，减少系统运行故障发生率，大幅提高柔直电网调节能力和灵活性，提升“绿电”输送能力30%以上，工程实现450万千瓦满功率运行。

构网型控制类似于火车头（传统同步发电机），本身具备动力源（电压幅值、频率、相位），可以独立载客运行，也可以与其他火车头、火车厢组合载客运行。为了提高载客能力，需要提高火车头比例（构网型设备或传统同步机）。

构网型控制策略通过变革控制技术使得电力电子装置拟合传统发电机特性，让交流电网的“负担”升级为“支柱”，从根本上摆脱现有柔性直流系统对电网强度的依赖，转而为电网强度提供主动支撑，保障电网安全。

“柔性直流电网电力电子装置占比高，控制难度很大。构网型技术可以使电网运行状态不再随新能源的波动而波动，有利于新能源高比例接入直流输电系统，提高新能源消纳水平。”黄天啸说。

在大型风光基地蓬勃发展的同时，我国分布式新能源也在茁壮成长，给电网供需平衡带来新挑战。

在浙江衢州，以光伏为代表的新能源大规模接入电网，高峰时段，衢州地区60%的供电都来自光伏发电。光伏电站有光即发，无光即停，一旦天气发生变化，供电能力将大幅波动。

浙江衢州供电公司利用数字化手段，开发水光储余缺互济智能柔性精准调控系统，利用水电与储能的调节特性，来平衡光伏发电波动，实现分布式电站由“独立运行，各管一家”向“余缺互济，集群调控”模式转变。

例如，当预测光伏出力下降时，根据预测提供的调节需求，系统立即调取当前水电站和储能电站运行信息，生成一份调度策略表，要求储能电站即刻开始充电，并提前规划好水电机组的开机计划。当用电高峰来临时，由储能和水电形成综合充电宝进行有序放电，提高电网保供能力。

新能源取之不尽、用之不竭，是未来能源的发展方向。为适应这一趋势，国家电网将进一步强化科技创新，以更大力度推动新能源高质量发展，为经济社会发展提供更多新动能。