向绿向新 | 中国电科院: 以科技支撑新能源发展

6月7日，中国电力科学研究院有限公司牵头承担的“超大规模新能源大电网运行控制关键技术及应用”项目通过中国电机工程学会组织的技术鉴定。通过执行项目，科研团队在超大规模新能源大电网安全理论、运行控制关键技术方面取得重大突破。

新能源大规模接入电力系统，给电力科学研究带来新的课题、新的机遇。近年来，从科学制订新型电力系统顶层设计方案到实现复杂特性新型电力系统在多时间尺度下的安全稳定运行，从清晰认知新型电力系统构建形态到攻克新型电力系统构建关键技术，电力科学研究正朝着精细化和超前化方向演进。

在支撑新能源发展过程中，中国电科院加强基础研究、攻克关键技术，在大规模电网电磁暂态仿真、电力高端装备研制、新能源并网等方面持续创新。

仿得了大批量电力电子设备动作全过程仿真

位于中国电科院的国家电网仿真中心，一排排机柜有节奏地闪烁着灯光，国产化大型电力系统电磁暂态仿真平台正在全速运行。利用该平台，调度人员可以开展电网运行方式仿真分析，为大电网安全稳定运行提供技术支撑。

仿真是掌握电力系统特性的重要手段。对电力系统仿真模拟越准，掌控得就越好，电网运行得就越稳定。随着新能源大规模接入电网，响应速度快、控制策略复杂、组态方式灵活的电力电子设备投用大幅增加。只有精准认知大批量电力电子设备动作特性和故障后连锁演化特点，才能准确仿真模拟电力系统运行。

中国电科院大电网仿真与保护科研团队创新大型电力系统电磁暂态仿真技术，形成针对大批量电力电子设备的高效精准仿真技术应用体系，实现含大规模新能源的大型交直流电力系统全过程仿真，为新型电力系统的规划、建设和运行提供坚实技术保障。同时，团队开展新型电力系统故障机理及保护适应边界研究，提出高灵敏高可靠的交直流线路纵联保护及后备保护新原理，有效提升故障隔离性能，保障电网安全运行。

近年来，中国电科院科学把握新型电力系统特征，不断强化新型电力系统稳定与平衡基础理论研究，重点围绕网架形态与规划、系统安全运行与保护、自动化系统、电力市场运营等技术领域开展攻关，形成一批支撑新型电力系统安全稳定运行的技术成果。

科研团队在电力系统电力电子实验室开展柔性直流换流阀试验。

造得出高可靠电力装备规模化应用

“试验电压25千伏，直流电流5.3千安，关断电流峰值10千安，连续可控关断5周波。”6月12日，中国电科院可控换相换流技术研发团队开展±800千伏可控换相换流阀试验。

可控换相换流阀由中国电科院自主研发，采用全控、半控器件混联的并联双支路拓扑结构，可消除直流输电系统存在的换相失败的隐患。目前，±500千伏可控换相换流阀已在葛洲坝—南桥直流输电工程中应用，投用两年来运行平稳。

新能源大规模发展离不开消除“新能源发电基地与负荷中心呈逆向分布”矛盾的交直流电网工程。在这个过程中，交直流电网工程建设需要更加先进可靠的电力设备。可控换相换流阀就是重要设备之一。

中国电科院深入开展新型柔性化直流换流装备及应用技术研究，增强电网的弹性和灵活性，为交直流电网工程提供重要装备保障。该院科研团队首创海上风电柔性直流构网送出技术，研制百万千瓦级高经济性适海型柔性直流换流装备成果，破解了规模化海上风电“传不远”“送不稳”的难题，可将离岸数百公里百万千瓦级海上风电可靠送入陆上电网，有效支撑海上风电向大规模、深远海化发展。

中国电科院还聚焦高端电力装备性能优化和升级，围绕电网本质安全水平提升和工程建设需求，在柔性直流换流阀、换流变压器及分接开关、低碳环保开关等领域取得多项研发成果，加快推动多种高端电力装备在交直流工程中规模化应用，确保新能源发电长距离、高可靠传输。

测得准新能源发电量提前算

6月16日5时许，天还没亮，中国电科院数值天气预报中心团队的成员就已经醒了。他们起床后的第一件事就是查看最新的气象数据，再把最新数据输入新能源功率预测模型，计算得出最新的预测结果，然后发给各省电力调度控制中心，用于制订最新的发电计划。

新能源发电具有“看天吃饭”的天然属性，其功率和气象数据有着强关联性，风速、风向、辐照度、云量等气象要素都是影响新能源功率的重要因素。解决这一问题，需要通过发展智能电网技术，实现对电力的精准调度和实时监控，优化电网运行方式，提高电网对新能源电力的消纳能力。

数值天气预报中心团队开展新能源精准预测与电网调控优化关键技术研究，创新自主知识产权的数值天气预报模式，建立了面向全国的新能源集中预测平台，实现了“4小时超短期—10天中期—12个月年度”的全时间尺度预测，精度达到国际领先水平。这一平台为电网调度提供了准确的新能源发电预测数据，有效提升了电网对新能源的接纳能力。

2024年，“促进新能源消纳的风电/光伏发电功率预测技术及应用”项目荣获中国电力科学技术进步奖一等奖。目前，该平台预测容量超过6亿千瓦，为世界第一；省级电网风电和光伏发电功率日前预测精度达到92%，处于国际先进水平。

在新能源快速发展的浪潮中，中国电科院潜心研究支撑和引领新能源发展的技术，攻坚克难，先后取得新能源功率预测、并网安全控制、优化调度等方面创新性成果，形成较完备的新能源并网支撑技术体系，推动我国新能源并网运行控制技术实现了从跟跑到领跑的跨越式发展。