新能源主動支撐方向的領航員

孫大衛(wèi) 于思奇

| 高端人才榜樣 |? ?國網冀北電科院? 劉輝

構建大規(guī)模新能源接入的新型電力系統(tǒng)，全面支撐碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)，是能源行業(yè)的一場全局性變革。作為“大規(guī)模新能源主動支撐控制技術”科技攻關團隊帶頭人，國網冀北電科院副院長劉輝帶領團隊主動迎接這場變革，開展了大規(guī)模交直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真、寬頻振蕩分析與抑制、虛擬同步機運行與控制等多項前沿領域技術攻關并取得突破性成果。

大量新能源接入使電力系統(tǒng)的動態(tài)特性更加復雜，傳統(tǒng)分析手段的計算精度已無法滿足需求，電磁暫態(tài)仿真是新型電力系統(tǒng)亟需突破的關鍵技術，也是開展新能源主動支撐分析的基礎研究工具。劉輝指出：“新技術與新工程在正式投運前，都要在實驗室里檢測設計的合理性。主要的檢測方式是在仿真系統(tǒng)中搭建模型并模擬運行……”。劉輝帶領團隊超前啟動了高比例新能源接入系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真關鍵技術的攻關工作，歷時5年的時間，他們突破了高計算密度仿真延遲、多仿真機計算負載失衡等關鍵技術難題。

2010年在張家口沽源地區(qū)發(fā)生了風電振蕩問題。風電、光電、火電，輸入大電網都需要電流電壓平順、穩(wěn)定，但是工作人員發(fā)現(xiàn)當?shù)氐娘L電不時出現(xiàn)波動式電流，時高時低，這對京津冀電網顯然不是件好事。

2012年，劉輝帶領團隊針對該問題展開了技術攻堅，發(fā)現(xiàn)不同于大多數(shù)電力設備呈現(xiàn)“正電阻”的特性，風電機組在一定條件下會表現(xiàn)為“負電阻”，無法為電力系統(tǒng)主動提供阻尼，導致系統(tǒng)電流出現(xiàn)了振蕩發(fā)散現(xiàn)象。

劉輝介紹說“火電等同步機組可以全天候發(fā)電，并基于轉動慣量和調頻機制支撐交流電網同步穩(wěn)定運行。相比之下，新能源機組功率輸出受氣象等因素影響較不穩(wěn)定，不具備主動支撐電網頻率電壓的能力，而虛擬同步機技術是通過控制手段使新能源模擬同步機特性，實現(xiàn)新能源頻率電壓主動支撐功能的重要技術手段”。

在科研道路上劉輝不斷求索，共帶領的團隊曾獲得了多項科技與工程方面的殊榮。劉輝作為主要完成人，先后獲得省部級科技獎勵27項，其中一等獎7項。河北省科學技術進步一等獎1項、中國電力行業(yè)科技進步一等獎1項、國家電網公司科技進步一等獎1項和二等獎1項，以第二發(fā)明人獲得中國專利銀獎1項。