弹好源网荷“三重奏”-北极星输配电网

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团队研究方向：

围绕电氢耦合系统合理配置及运行优化技术、高比例新能源多直流送端电网协调控制技术以及多资源跨时空综合调节与运行优化技术开展探索与研究，力争从基础理论、关键技术、示范应用等多层次解决源网荷运行优化与协调控制难题。

团队成果展示：

●累计承担国家级科技项目2项、省部级科技项目7项、公司科技项目9项

●获得省部级科技奖励8项

●获国家发明专利授权14项、软件著作权2项

●出版专著2部，发表SCI检索论文3篇、EI检索论文14篇、中文核心期刊论文13篇

宁夏是我国“西电东送”的重要送端和全国首个新能源综合示范区。当前，宁夏新能源装机占比已超过56%，新能源正在逐步成为宁夏电力、电量供应主体。当地通过多条直流外送通道支撑区外电力供应，大型能源化工基地低碳转型对绿氢需求量大，这些都对宁夏新能源电量消纳和电力保供工作提出了更高要求。

国家电网有限公司风光火氢大型能源基地源网荷运行优化与协调控制技术实验室在此背景下成立，已在电氢耦合系统并网接入、电网宽频振荡风险评估、多资源综合调节与利用等方面实现技术突破，有力支撑了新型电力系统建设。

探索电氢耦合：

重塑新能源时空调节能力

高比例新能源给电网带来了电力电量平衡、稳定控制等方面的挑战。电氢耦合在新能源电量消纳、能量转换与存储、稳定控制等方面具有优势，成为国网宁夏电力有限公司科研探索的重要领域。2022年年底，实验室被命名为公司实验室，20人的科技团队开展专项攻关，探索研究电氢耦合系统的并网特性及柔性调峰能力。

2024年12月5日，实验室技术人员完成了电氢耦合系统并网实证平台测试，标志着电氢耦合系统并网实证平台初期建设任务完成。该平台包括质子交换膜/碱性（PEM/ALK）电解槽制氢系统、金属储氢系统、燃料电池系统和相关配套设施，可开展电氢耦合系统“制氢-储氢-发电”全环节运行特性分析、仿真建模、调节能力评估和柔性调峰仿真分析。

电氢耦合系统并网实证平台调试期间共开展测试试验94项，确保技术指标达到建设要求。依托该平台，实验室开展了电氢耦合系统特性测试验证，掌握了制氢、储氢和燃料电池的控制逻辑，提出并验证了基于全域感知、动态计算的电氢耦合一体化安全防护联锁保护方法；掌握了系统爬坡能力、功率响应特性、变载响应特性以及电氢转化特性，为系统数字化建模提供了数据支撑；提出并验证了“预测-计划-实时调整-调后修正”多阶段制氢控制策略，以及基于效率推导回溯的氢燃料电池发电并网策略，提升了源荷跟踪效果和新能源发电利用率。

防御宽频振荡：

为高比例新能源电网“系上安全带”

电力系统中电力电子设备增加会带来宽频振荡问题，而宽频振荡防御是世界性难题。2024年10月，实验室牵头的“宁夏高比例新能源电网低频及次/超同步振荡风险评估与应对策略研究”自主研究课题立项，他们开始了高比例新能源电网宽频振荡机理认知及预防控制问题攻关。

实验室探索新能源发电动态特性建模方法，通过建立宽频振荡三道防线来破题。第一道防线是通过对目标系统开展风险评估，选择合理的控制器类型和参数，并确定安全运行边界；第二道防线是在宽频振荡发生后，启动宽频振荡稳定控制装置，主动提高系统阻尼；第三道防线是在宽频振荡发散失稳或大幅度持续振荡时，采取紧急保护措施，避免大量机组脱网及设备损坏。

2024年11月29日，实验室首次利用全电磁仿真技术，实现了大规模新能源机群的宽频振荡风险评估，强化了宁夏电网安全稳定运行技术基础。同年12月11日，在宁夏宁东“沙戈荒”大型风电光伏基地，实验室完成了国内首个直流近区“沙戈荒”新能源及多类构网型设备汇集站宽频振荡风险评估分析，新型电力系统宽频振荡风险评估技术研究取得阶段性成果。

今年，实验室进一步提升仿真平台算力，目前已完成445万千瓦新能源的宽频振荡风险评估，预计年内可将新能源宽频振荡风险评估能力提升至5500万千瓦。

聚合负荷侧资源：

提升电网平衡和电力保供能力

虚拟电厂是聚合需求侧资源参与电网调节、促进供需协同的一种新业态。2022年10月起，实验室按照“总体设计、分步实施、试点推进”原则，建设宁夏虚拟电厂运营管理平台，开展虚拟电厂参与电力交易全流程仿真模拟，并动态检测虚拟电厂聚合资源的调节能力，为宁夏虚拟电厂规划设计、生产运营、管理服务及市场机制优化提供支撑。

虚拟电厂运营管理平台建设过程中，实验室打造了省域虚拟电厂“三层两级”协同运行架构，建立了覆盖事前、事中、事后全业务环节的完整技术体系，实现了虚拟电厂多时间尺度资源调控、多层级市场运营决策、多经营主体接入服务。2023年5月，宁夏虚拟电厂运营管理平台建成，实现全区虚拟电厂统一注册、统一管理和统一调用。

2023年9月，宁夏回族自治区发展改革委明确由国网宁夏电力负责当地虚拟电厂接入及运营管理工作。10月，宁夏第一个虚拟电厂正式参与宁夏辅助服务市场，虚拟电厂常态化市场运营取得实质性突破。截至目前，宁夏虚拟电厂运营管理平台已接入10个虚拟电厂，聚合20类可调节负荷，聚合容量379.02万千瓦，调节能力居全国前列，提升了电网平衡和电力保供能力，促进了新能源电量消纳。

2024年5月，中国电机工程学会鉴定认为，宁夏虚拟电厂运营管理平台项目达到国际领先水平。项目入选了公司“源网荷储互动”百佳示范培育工程和新型电力系统示范标杆。相关成果还在第七届数字中国建设峰会和第六届“清洁能源发展与消纳”论坛上展示。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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