受端电网

由于新能源发电设备的弱支撑性，新能源高占比的受端电网的电压支撑强度难以满足系统安全稳定运行的要求。为了解决现有静止无功发生器(static var generator, SVG)配置方法未能充分提升系统小干扰电压稳定性和暂态电压稳定性的问题，提出了一种综合考虑系统小干扰电压稳定和暂态电压稳定的SVG优化配置方法。首先，在第一阶段考虑SVG投资运行总成本和系统小干扰电压稳定裕度，在第二阶段引入SVG接入对系统故障后暂态电压稳定裕度的影响。然后，利用基于组合赋权法和相对熵距离的改进理想解法得到最优配置方案。最后，应用PSD- BPA对新能源高占比受端电网算例进行分析，验证了所提配置方法能充分发挥SVG对系统电压稳定的提升作用。

在“双碳”目标提出的背景下，新能源机组在电力系统中的并网规模逐步增加；而随着社会经济的持续快速发展，负荷类型日趋多样化，负荷需求不断提高，这就导致电力系统中源荷两端出力与用能的不确定性与不匹配性特征愈发明显，系统对灵活性调节资源的需求不断提高。储能技术是提升电网灵活性、优化新能源并网友好性的重要手段。提出一种考虑充放电寿命的电化学储能规划配置与运行模拟模型，以及基于精细化生产运行模拟的规划方案评估方法，为新型电力系统中受端电网的储能布局与配置提供了理论支撑。算例表明：加入储能后，可以降低系统运行成本与温室气体排放，显著提升系统可靠性与新能源消纳能力。

科学合理的黑启动电源及方案是应对电网灾变停电的最有效策略，可加快其系统恢复进程，大幅减少停电损失。双极型换相换流器型高压直流系统（LCC-HVDC）具有调节灵活输电容量大的优势，但其作为黑启动电源存在一定的困难。提出了以双极型LCC-HVDC为黑启动电源的黑启动方法及完整过程，实现向受端无源网络恢复供电，以加速其恢复进程。首先给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源时所面临的问题及相应的解决策略；进而给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源恢复向受端无源网络恢复供电的实现过程。该过程包括2个阶段，第1阶段实现双极型LCC-HVDC的仿融冰模式启动；第2阶段为从仿融冰模式过渡到向受端无源网络恢复供电过程。算例证实了该启动方法的有效性和正确性。该方法使双极型LCC-HVDC具备了黑启动能力，并利用直流系统为受端电网的系统恢复过程提供了电压和频率支撑。

电网是国民经济发展与社会稳定的重大基础保障，电网安全关系国计民生。随着广东经济持续发展，广东电网已成为全国负荷规模最大的省级电网、全球最复杂的交直流受端电网，电网安全运行面临在线分析计算效率低、低频振荡溯源难、风险感知与评估手段不足、实时调峰调频压力大等严峻挑战；广东地区台风、雷暴等自然灾害频发，给电网带来了巨大的安全运行压力；节能减排、电力市场化改革、粤港澳协同运行等对电网运行提出了更高的要求。传统调度系统面临极大的挑战，亟须突破超大负荷规模下复杂大电网调度运行关键技术。本项目属于电气工程领域，涉及电力系统、信息技术等专业。本项目突破了超大负荷规模下复杂大电网并行计算、风险感知、振荡溯源和精益调度等关键技术并完成工程应用。

大容量柔性直流在大电网中的应用，柔性直流输电无换相失败问题，对电网短路容量的要求较低，并能够对交流系统提供动态无功支撑，是破解受端系统接纳区外大规模直流电力馈入受限难题的重要技术手段一在受端电网中应用柔性直流背靠背技术实现合理的分区隔离，可优化电网结构，在改善系统稳定性的同时降低短路电流水平，是破解受端电网短路电流超标难题的有效技术手段。

随着新型电力系统推进建设，受端电网逐步形成了高比例可再生能源和高比例跨区直流接入的典型特征。在发生直流闭锁、换相失败等故障情况下，受端电网暂态电压支撑需求骤增。由于同步电源开机占比逐渐降低，动态无功资源缺口逐渐加大。静止无功补偿能力较弱，新建调相机成本较高，利用存量火电机组增加调相功能成为技术经济的最优选择。首先分析了“双高”型受端电网的暂态电压支撑需求和调相机的电压支撑机理，并对国内外火电机组增/改调相功能的案例进行了综述。在此基础上，基于河南鸭河口火电机组增加调相功能工程实践，提出了火电机组增加调相功能的关键技术，开辟了一条面向高比例可再生能源接入的受端电网电压暂态支撑能力和存量火电机组利用率提升的有效技术路径。

2月3日，江苏电力科学研究院牵头的“含高比例新能源的受端电网风险防御与快速恢复关键技术及应用”科技成果通过中国电机工程学会鉴定。由中国科学院院士王锡凡担任主任委员的专家组一致认为项目成果整体达到国际领先水平。

一、项目针对问题现状(成果产生背景) 近些年国内高压直流输电工程发展迅速，在“西电东送”、“南北互供”和“全国联网”中起到重要作用。.馈入直流替代了受端电网大量常规机组，使受端电网惯性水平下降，抗功率扰动能力下降。当发生单条或多条直流闭锁故障时，容易引发频率、电压大幅偏移，严重危害系统的安全稳定运行。随着核电和间歇式新能源发电的占比不断增加，将有更多具有灵活调节能力的常规机组被替代，受端电网在大功率扰动下的安全和稳定运行将面临更大挑战。 紧急切负荷是系统应对大功率扰动的重要措施，当前通常不考虑对用户用电的影响或者考虑较为粗糙。随着社会的发展，用户对供电服务质量提出更高要求，上述负荷控制方式不能满足形势发展需要。国务院2011年颁布的《电力安全事故应急处置和调查处理条例》也明确规定了电力事故等级、紧急拉路负荷数量与事故安全等级直接关联。 为降低大功率扰动下紧急切负荷控制对用户供电的影响，需要对紧急切负荷控制进行优化，在维持系统安全稳定运行的同时，降低切负荷量。同时，受端电网中存在大量柔性负荷，如空调、热水器、电动汽车以及电解铝等，短时间控制不会对用户造成明显负面作用，挖掘此类负荷潜能以满足交直流混联电网安全防御需要，具有重要的现实意义。

北极地区拥有丰富的风能、油气和航道资源。随着全球气候变暖，北极地区战略地位凸显，世界主要国家在北极地区的争夺和竞争日益激烈。在应对气候变化、积极开发可再生能源成为全球能源低碳发展共识的大背景下，研究北极风能资源评估、风电场选址、风电机组选型、风电场建设施工与装备、风电站设计及技术经济性分析，以及利用北极独特地理位置优势进行北半球联网、北极风电向东北亚地区输电、构建全球能源互联网等内容，对保障人类社会可持续发展、实现能源低碳发展、保障我国能源与地缘政治安全具有重大意义，可为国家电网公司推进全球能源互联网建设、推进国际化发展、科学制定公司发展战略规划等重大决策提供参考。 研究报告评估了全球风能、太阳能、地热能等可再生能源资源储量、主要地区资源储量、资源条件及分布情况；结合北极地区自然条件与气象数据，对北极地区总体及七海二岛地区的风资源进行了宏观评估，测算了北极地区风电可开发装机容量，提出了风电场宏观选址方法，并对重点地区进行了宏观选址分析；结合北极地区自然环境、经济社会发展、航海航运等，分析了北极地区的战略地位，以及我国参与北极科考、国际合作开发的战略与策略；梳理了远东西伯利亚地区煤炭、油气、水能资源储量与开发利用现状，分析了中俄能源开发合作前景，研究了俄罗斯电力建设相关法律制度；研究了北极地区七海二岛的平均风速、风功率密度等风能资源特性，对北极地区风电场规划与风机选型进行了分析，包括风机选型、机组适应性设计、机组类型及特性曲线、经济性评估等内容；研究了北极地区风电场建设施工与装备需求，进行了北极地区风电站、电气系统设计方案初步研究及投资估算与发电效益分析；研究了北极地区风电外送目标市场，以及向东北亚地区、欧洲地区、北美洲地区输电规划等内容；在考虑相关地区的负荷发展、电源建设与电网结构的基础上，研究了北极风电向中国输电方案，分析了送端电网和孤岛送电两种方式的可行性，探讨了采用柔性直流技术送风电的可行性；研究了北极风电与远东西伯利亚地区的火电、水电联合开发方案，包括火电与水电建设厂址、电站配套送电线路路径规划、电源电网建设的生态环境影响、风电消纳与受端电网调峰需求、风电与火电和水电联合输送的调峰特性等内容；研究了高寒、高湿、强风地区的输变电技术需求；测算了远东西伯利亚地区电源建设经济性，研究了北极风电送出技术经济性；开展了以北极为核心、基于全球可再生能源开发的全球能源互联网研究，给出了 2030 年、2050 年和 2100 年的全球联网情景方案，测算了跨时区峰谷调剂等联网效益。

高压直流输电系统嵌入大型交流系统，将进一步增加换相失败、直流闭锁等故障对系统安全稳定的影响，交流系统与直流系统的交互作用，将使系统动态更加复杂。针对电网不同运行方式下大扰动后系统复杂动态响应特性分析难题，文中提出一种基于机电-电磁混合仿真与机器学习的智能分析方法。该方法基于主成分分析(principal components analysis，PCA)降维、基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)、K-means等算法建立二阶段聚类模型，可针对直流落点近区严重故障后大量混合仿真动态曲线在高维空间中自动聚类，并给出相应标识与严重程度；提取交直流系统在不同故障下的典型动态模式，自动标注并识别各模式下主导安全稳定问题。文中所提方法的有效性在2025年华东电网运行方式中得以验证，仿真结果表明，所提方法可有效提取不同故障下系统动态模式，将有效支撑后续复杂故障下的交直流系统动态机理分析。