勇攀科研高峰 護航冀北好“風光”

肖冬梅

“今年國家電網公司和冀北公司第二季度工作會議，都緊密圍繞著高質量發展這個主題，部署了服務新能源發展重點工作。讓我倍感振奮、深受鼓舞。”雖然已經走上了領導崗位，可是劉輝的心思還是在想著如何服務好冀北地區新能源發展。

作為冀北公司新能源領域的拓荒者、護航者，劉輝同新能源的不解之緣還要從2011年說起。

那一年，電科院敏銳地察覺到新能源大規模發展所帶來的風險挑戰，決定成立新能源研究所，以應對風電并網的緊迫問題。劉輝有幸從電力系統研究所高級主管提任為新能源所副所長。

新能源所成立初期，只有7名員工，大多數人都沒有接觸過新能源。面對緊迫的生產運行壓力，所有人心里都繃緊了一根弦。面對新能源知識儲備和實踐經驗的巨大空白，劉輝帶領團隊秉持“來源于生產、服務于生產”，以科技創新為目標，努力填補自身短板。

2012年5月14日，張家口發生了國內外首例因無功補償裝置投切引起的風機高電壓脫網事件。面對這一從未有過的挑戰，所有人都感到迷惑，不知如何著手分析和處理這一問題。劉輝翻閱了大量文獻資料，夜以繼日地分析故障錄波數據，最終斷定這起高電壓事件是由于風電大發時無功調整過于靈敏所致。沿著這一線索，劉輝帶領團隊成功定位了導致脫網的誘因，闡明了故障的演變規律，提出明確的調度運行措施。

此后，他又帶領團隊先后研究了沽源地區次同步振蕩、柔直近工頻振蕩等世界難題，創造性提出了“機組優化-場站抑制-集中監控”的振蕩治理組合拳，有效降低了大規模新能源匯集系統寬頻帶振蕩風險。2023年，劉輝團隊牽頭的《風電機組次同步振蕩抑制方法和裝置》發明專利榮獲中國專利銀獎。這是冀北電力在專利領域獲得的最高榮譽，也是對團隊在新能源友好并網領域持續深耕的最佳褒獎。

隨著冀北地區新能源占比提高，同電力系統可用調節能力下降，急需研究新能源主動支撐技術，使新能源場站具備一定的頻率和電壓支撐、抑制寬頻振蕩等能力，以保證電力系統安全穩定運行。劉輝帶領團隊承接了國網虛擬同步機科技示范工程，率先開展構網型技術在大規模新能源場景的應用探索。

面對這一技術“無人區”，劉輝帶領團隊開展“產學研用”聯合攻關，成功構建了電壓源型虛擬同步機理論體系，突破了虛擬同步機主動支撐關鍵技術瓶頸。最終，世界上首個具備虛擬同步機功能的新能源電站在張家口國家風光儲輸示范基地建成投運。這意味著我國在虛擬同步機技術大規模工程應用方面走到了世界前列，同時也帶動了構網型技術研究的熱潮。

隨著新型電力系統建設的加快推進，精確模擬大量新能源電源接入電力系統帶來的動態特性又給仿真技術提出了更高要求。仿真是認知電力系統最重要的工具，相當于給電力系統做體檢。傳統的機電暫態仿真相當于CT，無法精細刻畫新型電力系統的毫秒級特性，電磁暫態仿真相當于拍核磁，是最先進的評估手段，可以精準排查新型電力系統的安全隱患。

為了加快仿真技術攻關，劉輝帶領團隊超前啟動了這一“卡脖子”難題的攻關工作，累計投資5000余萬元購置了一流仿真設備，集中青年骨干力量歷時7年攻克了新能源精確化建模、多仿真及并行計算等一系列難題，仿真精度相比傳統仿真技術提升了1倍，仿真速度提升了17倍，仿真規模提升了6倍，首次實現了國產化仿真平臺新能源接入規模達千萬千瓦，成功應用到張北柔直、張雄特高壓等重大工程送出能力校核，有力保障了冀北電網安全穩定與新能源高效消納。

一直以來，劉輝深耕新能源友好并網和電網安全穩定分析領域，承擔國家級、省部級、國網公司級以上科技項目31項，作為主要完成人獲省部級科技獎勵17項，帶領團隊獲得了“風光儲并網運行與實證技術”國家電網公司實驗室和“大規模新能源主動支撐技術”國家電網公司科技攻關團隊雙命名。他本人也榮獲國家電網公司特等勞動模范等多個榮譽稱號。

“榮譽和成績代表的是過去，帶來的更多是責任。當前，冀北公司正實施新型電力系統全域綜合示范、張承工程等重大任務部署。我們必須錨定‘兩個標桿建設目標，接續攻關新能源并網核心技術，為新型電力系統建設做出更大的貢獻。”劉輝如是說。