矢志電力研究 鑄就多彩人生
—— 記華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉敦楠

◎ 文/皋 山

劉敦楠長(zhǎng)期從事電力市場(chǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科研工作，在電力市場(chǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、電力大數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等領(lǐng)域積累了諸多研究成果，作為負(fù)責(zé)人先后承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1 項(xiàng)、國(guó)家社科基金重大項(xiàng)目課題1 項(xiàng)、國(guó)家重大研發(fā)計(jì)劃子課題1 項(xiàng)、國(guó)家能源委員會(huì)咨詢項(xiàng)目1 項(xiàng)、國(guó)家自然基金青年項(xiàng)目1 項(xiàng)；自主開發(fā)的調(diào)度/交易系統(tǒng)系列成果應(yīng)用于7 個(gè)省份，“電力市場(chǎng)信用評(píng)價(jià)體系”在國(guó)家電網(wǎng)多個(gè)省推廣。此外，他牽頭的研究團(tuán)隊(duì)全程參與需求側(cè)資源市場(chǎng)化交易3 大示范工程，積極推動(dòng)虛擬電廠、源網(wǎng)荷互動(dòng)、綠電交易等新興主體參與交易的市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)工作。同時(shí)，他還擔(dān)任《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》《電網(wǎng)技術(shù)》《電力建設(shè)》等國(guó)內(nèi)高水平期刊專欄主編，主持完成多次專欄論文發(fā)表，獲評(píng)2020 年《電網(wǎng)技術(shù)》優(yōu)秀編委；在《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》等國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊以及國(guó)際會(huì)議上公開發(fā)表論文100 余篇，其中SCI 期刊20 余篇；獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)5 項(xiàng)、社會(huì)力量獎(jiǎng)30余項(xiàng)，日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明金獎(jiǎng)1 項(xiàng)、銀獎(jiǎng)2 項(xiàng)；獲得發(fā)明專利授權(quán)23項(xiàng)，受理38 項(xiàng)；獲得軟件著作權(quán)15 項(xiàng)；出版專著4 本。

提名發(fā)明創(chuàng)新一等獎(jiǎng)

世界上很多大型獎(jiǎng)項(xiàng)都設(shè)有提名獎(jiǎng)，如奧斯卡提名獎(jiǎng)、我國(guó)的百花獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)。提名獎(jiǎng)是指在評(píng)選某個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)或選舉前提出有當(dāng)選可能的人或事物名稱，一般設(shè)置數(shù)量較少，獲獎(jiǎng)?wù)咚酵ǔＰ枰_(dá)到獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)選的最高要求。

2020 年，雖然新冠疫情影響著中華大地，給人們的心情蒙上了陰影。劉敦楠研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的“高比例可再生能源接入下電網(wǎng)多級(jí)協(xié)調(diào)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究”有幸被提名為發(fā)明創(chuàng)新一等獎(jiǎng)。

能源電力是事關(guān)國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性行業(yè)，科學(xué)的電力調(diào)度技術(shù)是提高能源資源優(yōu)化配置效率的關(guān)鍵手段。隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大與電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展，區(qū)域、省級(jí)、臺(tái)區(qū)等多級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化問題日益凸顯。同時(shí)，風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)接入，給電力需求側(cè)響應(yīng)、電力調(diào)度及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來極大影響。加上我國(guó)電力市場(chǎng)化改革逐步深入，多級(jí)電網(wǎng)復(fù)雜耦合特性與間歇性電源安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)使得電力調(diào)度運(yùn)行面臨諸多關(guān)鍵問題，亟待開展新形勢(shì)下電力負(fù)荷預(yù)測(cè)與識(shí)別技術(shù)、機(jī)組組合優(yōu)化與功率分配技術(shù)、安全低碳調(diào)度模型、系統(tǒng)備用優(yōu)化方法等關(guān)鍵技術(shù)。在此背景下，有必要研究多級(jí)電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)，以有效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外多重不確定性對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

研究團(tuán)隊(duì)聚焦高比例可再生能源接入下電網(wǎng)多級(jí)協(xié)調(diào)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究，通過開發(fā)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)、多級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)、多級(jí)電網(wǎng)調(diào)度反饋控制系統(tǒng)等，系統(tǒng)構(gòu)建了電網(wǎng)多級(jí)協(xié)調(diào)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)體系與應(yīng)用系統(tǒng)，較國(guó)外同類技術(shù)有著顯著地優(yōu)化效果。在超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方面，可實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)精度達(dá)99.5%；在電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化方面，實(shí)現(xiàn)多級(jí)管理、多時(shí)間維度、多機(jī)組類型、多優(yōu)化目標(biāo)等要素優(yōu)化，較國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)更貼近電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行實(shí)際工作；在電網(wǎng)調(diào)度反饋控制方面，通過系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)月均CPS 合格率提高7%以上。該項(xiàng)成果取得了一種電力負(fù)荷曲線分段識(shí)別方法、一種基于機(jī)組動(dòng)態(tài)分類的多級(jí)備用協(xié)調(diào)方法、基于區(qū)域控制偏差和機(jī)組發(fā)電偏差的調(diào)度反饋控制系統(tǒng)等發(fā)明專利，已在湖南、湖北、上海等國(guó)網(wǎng)公司省級(jí)調(diào)度中心開展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化調(diào)度管理，提高了電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，有效降低了綜合購(gòu)電成本。

資料顯示：多級(jí)協(xié)調(diào)優(yōu)化充分發(fā)揮了網(wǎng)調(diào)、省調(diào)火電廠超前調(diào)節(jié)作用，有效提升了能源資源優(yōu)化配置效率，社會(huì)效益顯著；通過多家產(chǎn)業(yè)公司開展的技術(shù)創(chuàng)新成果應(yīng)用，形成較大的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)，大規(guī)模新能源并網(wǎng)運(yùn)行給電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡帶來了挑戰(zhàn)，該項(xiàng)目開發(fā)的電網(wǎng)多級(jí)協(xié)調(diào)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，未來將收獲更大的經(jīng)濟(jì)效益。

落實(shí)總書記重要指示

我國(guó)冀北地區(qū)高比例新能源接入與棄風(fēng)電量增長(zhǎng)并存，亟待研究源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)技術(shù)以解決新能源消納面臨的瓶頸。冀北電力公司與華北電力大學(xué)合作研究售電側(cè)資源與新能源的供需友好互動(dòng)技術(shù)，為提升新能源消納水平提供新模式，亦為全面落實(shí)習(xí)總書記“關(guān)于推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔供暖”的重要指示提供支撐，有效解決區(qū)域能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展面臨的問題。

在實(shí)際研究過程中，劉敦楠帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)依托國(guó)家自然科學(xué)基金等重要項(xiàng)目，歷時(shí)7 年產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)，針對(duì)售電側(cè)資源促進(jìn)高比例新能源消納面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，創(chuàng)新研究售電側(cè)資源聚合調(diào)控消納新能源的關(guān)鍵技術(shù)，減少冀北地區(qū)棄風(fēng)棄光，有效提升新能源消納水平，同時(shí)促進(jìn)清潔供暖、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等售電側(cè)新興市場(chǎng)主體的發(fā)展。

作為項(xiàng)目研究工作負(fù)責(zé)人，劉敦楠在棄風(fēng)曲線預(yù)測(cè)技術(shù)、棄風(fēng)曲線追蹤技術(shù)、售電側(cè)資源聚合技術(shù)、全過程精益管理及推演仿真技術(shù)等方面開展了創(chuàng)新研究，提出并研發(fā)了售電側(cè)高比例新能源消納的關(guān)鍵技術(shù)，在項(xiàng)目研究成果產(chǎn)出過程中起到了關(guān)鍵作用。該項(xiàng)目已成功應(yīng)用到張家口可再生能源示范區(qū)、冬奧場(chǎng)館、張家口大數(shù)據(jù)企業(yè)、冀北電力交易中心等單位。截至2020 年底，累計(jì)完成綠電交易電量11.76 億千瓦時(shí)，培育市場(chǎng)主體2009 家，釋放改革紅利19.1 億元。周孝信院士評(píng)價(jià)該科技成果達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

作為研究與應(yīng)用并重的專家教授，劉敦楠諸多成果研究成功后都給我國(guó)電力市場(chǎng)帶來了可喜的變化。據(jù)介紹，隨著“云大物移智”技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)在能源變革中的作用日益凸顯。電力大數(shù)據(jù)不僅僅是技術(shù)進(jìn)步，更是涉及整個(gè)電力系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)時(shí)代下發(fā)展理念、管理體制和技術(shù)路線等方面的重大變革。他負(fù)責(zé)研究的“基于大數(shù)據(jù)的電力市場(chǎng)增值服務(wù)”，聚焦電力交易中心運(yùn)用電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行管理及服務(wù)優(yōu)化過程中面臨的關(guān)鍵問題，探究電力市場(chǎng)大數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分析處理技術(shù)，基于多源電力交易大數(shù)據(jù)展開信用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及應(yīng)用，提出電力市場(chǎng)交易數(shù)據(jù)挖掘與全過程合規(guī)性平行監(jiān)測(cè)技術(shù)，評(píng)估供需互動(dòng)下電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析，并結(jié)合華中電力交易市場(chǎng)現(xiàn)狀開展應(yīng)用，幫助市場(chǎng)成員獲取關(guān)鍵信息、提升電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)水平；先后開發(fā)出基于數(shù)據(jù)挖掘的電力市場(chǎng)交易全過程合規(guī)性平行監(jiān)測(cè)技術(shù)、基于多源電力交易大數(shù)據(jù)的市場(chǎng)主體信用自適應(yīng)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型、供需互動(dòng)下電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析識(shí)別和預(yù)警技術(shù)、電力市場(chǎng)大數(shù)據(jù)信息服務(wù)模式設(shè)計(jì)及定價(jià)等成果。

針對(duì)傳統(tǒng)調(diào)度模式在協(xié)調(diào)調(diào)度的效率及低碳環(huán)保方面存在的問題，劉敦楠致力于凝練和開拓電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度這一具有廣闊應(yīng)用前景的研究方向，在電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行及調(diào)度反饋控制系統(tǒng)等方面取得了開創(chuàng)性發(fā)明成果。

在教學(xué)研究領(lǐng)域里，劉敦楠也成績(jī)顯著。他參與建立的經(jīng)濟(jì)管理、電氣、能源與動(dòng)力、可再生能源等多學(xué)科構(gòu)成的跨專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)，帶動(dòng)了電力系統(tǒng)等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)了高層次人才的培養(yǎng)，建立了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研究團(tuán)隊(duì)。這是他自豪而多彩的電力研究人生，也是他對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)做出的重要貢獻(xiàn)。