吉林电力科研团队突破新能源电网技术瓶颈 新型电压稳定判别法获国家专利

问题——随着新能源装机规模持续增长,电力系统运行特性发生明显变化。风电、光伏等电源通过电力电子装置并网后,系统惯量下降、动态响应加快、运行波动更频繁,局部电压支撑能力和无功调节边界更容易受到扰动影响。大扰动、故障切除、快速功率变化等情况下,电压能否快速恢复并保持稳定,成为电网安全运行的关键问题。传统电压稳定分析方法往往依赖精确的模型参数和工况假设,但在新能源高渗透、运行方式快速变化的场景下,评估难度加大,误差风险也随之上升。 原因——从机理上看,电压稳定判别需要同时考虑“电网等效强度”和“负荷侧需求”两端的动态耦合。以往常用的戴维南等效方法可用等效阻抗表征系统强度,但其准确性高度依赖网络拓扑、设备参数和控制策略等模型信息。当新能源出力快速波动、控制策略更复杂、现场参数存在不确定性时,模型难以与实时运行保持一致,等效参数容易出现偏差,从而影响稳定裕度判断。另一上,暂态过程具有明显的时间演化特征,单一静态指标难以完整描述扰动后的变化规律,需要引入能够利用多维数据与时序涉及的性的判别方式。 影响——国家知识产权局信息显示,国网吉林省电力有限公司电力科学研究院、国网吉林省电力有限公司、东北电力大学、吉林省电力科学研究院有限公司联合申报的专利提出一种新能源电力系统暂态电压稳定判别方法,公开号CN121682202A,申请日期为2025年12月。根据专利摘要,该方法基于响应数据,实时计算修正后的戴维南阻抗和负荷侧等效阻抗,并以两者差值对电压稳定进行初步判别;同时引入其他可映射电压稳定状态的特征量,构建卷积神经网络与长短时记忆网络相结合的模型,对初判结果进行修正,从而给出更准确的判别结论。 业内人士认为,上述思路体现出两点价值:一是强调基于响应数据的实时计算,可降低对全网精确建模的依赖,提升复杂工况下的适用性;二是将机理判据与数据驱动方法结合,既保留等效阻抗判据的物理可解释性,又利用时序学习能力弥补暂态信息提取不足,有望提高对临界状态和边界工况的识别精度。若该方法在工程场景中得到验证并落地应用,可为调度运行、在线安全校核、故障后快速评估等环节提供更实时的技术支撑。 对策——面对新能源占比提升带来的稳定挑战,多地电网正从“事后分析”转向“在线评估+协同控制”。下一步可从三上推进:一是完善数据采集与数据质量管理,打通响应数据、扰动记录、运行工况等基础链路,提高算法输入的准确性和一致性;二是推动评估工具与调控业务深度融合,将暂态电压稳定判别与无功电压控制、继电保护整定、网源荷储协同调度等场景衔接起来,形成“评估—预警—处置”的闭环;三是建立多层级验证体系,结合仿真平台、现场试验与运行回放,系统检验方法在不同拓扑、不同新能源渗透率、不同负荷特性条件下的鲁棒性与可迁移性,同时加强网络安全与运行可靠性约束,确保新技术应用可控、可管。 前景——从电力系统发展趋势看,新能源仍将是主要增量来源,电网运行将更加依赖快速感知、精准评估与智能决策能力。将机理模型与数据方法融合,用更贴近现场响应的指标刻画系统强度与负荷特性,并对暂态演化过程进行时序识别,是提升电压稳定评估能力的重要方向。随着新型电力系统建设推进,面向暂态电压稳定的判别技术有望与广域测量、数字化变电站、源网荷储协同控制等技术协同发展,为保障大电网安全稳定运行、促进新能源高质量消纳提供更扎实的技术支撑。

电网安全稳定是能源转型必须守住的底线。面对新能源高占比带来的运行新特征,既要加强源网荷储协同,也要用更贴近实际运行的数据与方法提升风险识别和处置能力。这次专利申请发出一个明确信号:以工程需求为牵引、以技术创新为支撑,建设更精准、更快速的稳定评估体系,将成为保障新型电力系统安全运行的重要方向。