新能源主動支撐方向的領航員

孫大衛 于思奇

| 高端人才榜樣 |? ?國網冀北電科院? 劉輝

構建大規模新能源接入的新型電力系統，全面支撐碳達峰、碳中和目標實現，是能源行業的一場全局性變革。作為“大規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，開展了大規模交直流系統電磁暫態仿真、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的動態特性更加復雜，傳統分析手段的計算精度已無法滿足需求，電磁暫態仿真是新型電力系統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電磁暫態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發生了風電振蕩問題。風電、光電、火電，輸入大電網都需要電流電壓平順、穩定，但是工作人員發現當地的風電不時出現波動式電流，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，發現不同于大多數電力設備呈現“正電阻”的特性，風電機組在一定條件下會表現為“負電阻”，無法為電力系統主動提供阻尼，導致系統電流出現了振蕩發散現象。

劉輝介紹說“火電等同步機組可以全天候發電，并基于轉動慣量和調頻機制支撐交流電網同步穩定運行。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，以第二發明人獲得中國專利銀獎1項。