国网江苏苏州供电分公司与河海大学联合申报新型电网风险评估与无功优化专利,助力新能源安全消纳

问题——高比例新能源接入使电网运行不确定性显著上升。近年来,风电、光伏等可再生能源装机持续增长,其出力受气象影响明显;同时,负荷侧波动性与用电形态也更为多样。对电网而言,这些不确定性集中表现为电压越限风险增加、无功调节压力上升,以及网损与运行成本波动加大。传统应对方式往往依赖概率分布假设或大量场景模拟,不仅对数据质量和样本规模要求高,也容易带来计算量激增,削弱调度优化的时效性与可操作性。 原因——核心矛盾于“实时性”与“鲁棒性”更难兼顾。无功优化是保障电压稳定、降低网损、改善供电质量的重要手段,但在新能源占比提高后,电压与潮流变化更快、更频繁。若仍采用静态或鲁棒性不足的模型,方案可能对波动过于敏感,在极端条件下失效;反之,若策略过度保守,又可能推高运行成本与网损,甚至影响新能源消纳。如何在有限时间内给出既经济又安全、且能抵御波动方案,成为调度控制中的现实难题。 影响——此次专利申请着眼于提升电网“风险可量化、方案可落地”的能力。国家知识产权局公开信息显示,国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司与河海大学申请的专利,提出一种基于信息差距决策理论(IGDT)的电力系统风险评估与无功优化方法及系统。其思路为:先建立以系统网损、电压偏差与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;再针对可再生能源出力与负荷功率的不确定性引入IGDT建模,构建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,获得最优调度解。 从工程应用看,该框架的价值主要体现在三上:一是将电压越限风险的“承受水平”转化为可量化指标,便于调度人员理解系统在不同波动幅度下的可承受范围;二是在不依赖不确定变量概率分布的前提下开展优化,降低对历史数据完备性与分布假设的依赖,更适应新能源波动的非平稳特征;三是通过迭代求解鲁棒模型,减少场景枚举带来的计算负担,有助于提升在线分析与快速决策能力,在多目标约束下兼顾经济性与安全性。 对策——以方法创新推动电网调控能力升级。当前电网运行管理正从经验驱动转向模型驱动、数据驱动。该专利所体现的技术路线,有助于在调度环节形成更清晰的决策闭环:先以确定性模型获得可解释的基准方案,再用IGDT鲁棒框架评估并拓展系统可承受的不确定性范围,最终输出风险可控条件下的最优策略。该思路与配电网、城市电网精益化管理方向一致,尤其适用于负荷密集、分布式电源接入水平较高的地区。下一步,若与状态估计、在线潮流计算、无功电压协调控制等联动,有望提升“规划—运行—控制”的协同效率。 前景——在新型电力系统建设中,鲁棒优化将成为重要工具之一。随着新型储能、柔性负荷、可调节电源等资源加快接入,电网可控性增强,但不确定性也将呈现多源叠加。如何以可计算、可验证的方式刻画风险边界,并形成兼顾安全与效率的调度策略,是提升系统韧性的重要方向。本次专利提出的IGDT建模与求解流程,为高比例新能源条件下实现“风险约束下的最优运行”提供了可参考路径。未来,若深入结合区域电网特性与典型运行场景,推进标准化建模、参数整定与工程化部署,将更好支撑电网安全运行与新能源高质量消纳。

在全球能源转型背景下,电力系统稳定运行直接关系到经济社会运行。苏州供电公司与高校联合提出的这个方法,回应了新能源高比例接入带来的调度难题,也为电网在波动条件下实现更稳健、更高效的运行提供了新的技术选择。随着涉及的技术继续落地应用,有望为新型电力系统建设和新能源消纳能力提升提供更坚实的支撑。