苏州供电公司研发新型电力系统风险评估技术 提升新能源电网稳定性

问题——新能源占比上升使电网运行的不确定性明显增加。随着风电、光伏等可再生能源并网规模扩大,出力的随机波动与负荷变化叠加,电网电压控制、无功平衡和网损控制面临更复杂的约束。对调度部门来说,需要保证电压合格与安全裕度的同时兼顾运行经济性;而在极端天气、局部潮流重分配等情况下,电压越限、无功不足或过剩等风险更容易出现。传统优化方法若依赖不确定变量的概率分布假设,往往需要大量历史数据支撑,且计算规模会随场景数增加而快速膨胀,难以满足精细化、快速化的调度需求。 原因——电力系统正从“确定性运行”加快转向“风险约束运行”。一上,高比例新能源接入改变了电源侧的可控结构,部分电源惯量与无功支撑能力偏弱,调节速度和幅度受限;另一方面,配电网与负荷侧电气化水平提升,电动汽车充换电等新型负荷增长,使负荷的时间与空间分布更加多变。不同运行边界下,安全与经济目标需要动态平衡,这要求调度算法在信息不完备条件下识别风险、量化裕度,并给出可执行的无功优化策略。 影响——专利给出一条“量化风险—控制复杂度—兼顾经济与安全”的技术路径。公开信息显示,该专利聚焦电力系统风险评估与无功优化:首先构建以系统网损、电压偏差和运行成本线性加权最小为目标的确定性无功优化模型,得到基准最优解;随后面向可再生能源出力与负荷功率的不确定性,引入信息缺口决策理论(IGDT),建立以“最大化不确定性波动范围”为目标的鲁棒优化模型;最后通过二分法迭代求解获得最优方案。其要点在于:不必预先给出不确定变量的概率分布,也能对电压越限风险的“免疫水平”进行量化描述,为调度人员提供更直观的决策依据。对电网企业而言,该思路有望在模型规模可控的前提下提升计算效率,增强高比例新能源条件下的运行鲁棒性与灵活性,并在安全边界内提升经济性。 对策——用方法创新带动调度能力升级,推动从经验判断走向量化决策。无功优化是保障电压稳定、降低网损的重要手段,适用于输配电多层级的协调控制场景。结合该专利披露的思路,应用侧可从三上推进:其一,结合省地一体化调度体系,将鲁棒无功优化与电压分区控制、无功补偿装置投切策略协同,提高可操作性;其二,加强与新能源场站及柔性调节资源(如储能、可中断负荷、分布式无功设备等)的联动,形成“源网荷储”协同调节;其三,在安全可控前提下推进算法工程化与在线化部署,完善模型参数校验与运行评估机制,让量化风险指标真正进入日常调度流程。 前景——面向新型电力系统建设,鲁棒优化与风险评估将成为基础能力。我国正加快构建以新能源为主体的新型电力系统,电网需要在更大范围内实现清洁能源高比例消纳,并在极端事件下保持韧性。能够在信息不完备条件下快速求解,并对风险裕度给出可解释量化结果的技术路线,更贴近实际运行需要。随着电网数字化转型加快,叠加在线状态估计、设备感知与运行数据积累,涉及的方法有望深入与实时数据融合,扩展到更复杂的多时间尺度协同优化与风险控制场景,为电网安全稳定运行提供更扎实的技术支撑。

电网安全稳定运行,本质是在不确定性中划定可控的安全边界。面对新能源快速发展带来的运行挑战,以可量化、可计算、可落地的方法提升风险识别与调度优化能力——不仅是技术演进方向——也是保障民生用电、支撑高质量发展的关键基础。