构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究丨中国工程科学( 六 ) 本文选自中国工程院院刊《中

2. 保障电网安全稳定运行
【构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究丨中国工程科学】转型期的电力系统仍然是交流电力系统，必须遵循交流电力系统的基本原理和技术规律，寻求新的手段、加快措施布局，保障足够的系统惯量、调节能力、支撑能力，筑牢电网安全稳定基础。
系统惯量是系统安全运行的基本要求。一是保持适度规模的同步电源，通过技术创新来调整常规电源的功能定位，在政策层面保障燃煤机组从装机控制转向排放控制。二是扩大交流电网规模，提高同步电网整体惯量水平，增强抵御故障能力，更好促进清洁能源消纳的互联互通。三是开发新型惯量支撑资源，发展新能源、储能等方面的新型控制技术，提高电力电子类电源对系统惯量的支撑能力。
调节能力是电力系统适应不断加大的波动性、有功/ 无功冲击的重要保证。关于调峰，在提升电源侧调节能力的同时，推进电动汽车、分布式储能、可中断负荷参与调峰，扎实提高电网资源配置能力，共享全网调节资源。关于调频，推动新能源、储能、电动汽车等参与系统调频，发挥直流输电设备的频率调制能力。关于调压，发挥常规机组的主力调压作用，利用柔性直流、柔性交流输电系统（FACTS）设备参与调压，研究电力电子类电源场站级的灵活调压，探索分布式电源、分布式储能参与低压侧电压调节。
支撑能力是电力系统承载高比例电力电子设备、确保高比例受电地区安全稳定运行的关键。一是开展火电、水电机组调相功能改造，鼓励退役火电改调相机运行，提高资产利用效率。二是在新能源场站、汇集站配置分布式调相机，在高比例受电、直流送受端、新能源基地等地区配置大型调相机，保障系统的动态无功支撑能力，确保新能源多场站短路比水平满足运行要求。三是要求新能源作为主体电源承担主体安全责任，通过技术进步来增强主动支撑能力。
（二）论证并启动转型期重大课题研究
1. 重大基础理论研究
在新型电力系统供需平衡理论方面，考虑供需双侧特性对气候、天气条件的依赖性以及供需双侧与系统调节资源的高度不确定性，研究并建立以新能源为主体的新型电力系统供需平衡基础理论；厘清气候变化与可再生能源开发的交互作用机理，揭示不确定性与规划/ 运行策略的耦合作用机理，形成不确定供需双向匹配的优化决策理论和方法。在“双高”电力系统稳定分析理论方面，考虑“双高”电力系统的多时间尺度交织、控制策略主导、切换性与离散性显著等特征，厘清系统扰动后的过渡过程并建立完整的分析理论，形成科学的稳定分类体系，提出针对不同稳定分类的建模准则和分析方法。
在新型电力系统的控制理论方面，针对特性各异且黑箱化的海量动态元件接入“双高”电力系统的基本特征，重点突破广域分散协同优化控制理论，在设备层面构建兼容各种异构设备的通用稳定控制协议，实现元件即插即用、分散式自趋稳；在系统层面提出广域响应驱动的协调控制方法，构建多级协调的稳定控制体系，支撑开放包容的新型电力系统运行。
2. 关键应用技术研究
在新能源“构网”主动支撑技术方面，加快推广电流源型主动支撑技术、电压源型自同步控制技术，提升新能源机组对弱电网的适应性、对交流电网的支撑能力；推动作为同步电源的光热发电工程化应用。
在大规模远距离海上风电及送出技术方面，尽快在风机本体及汇集、升压与送出系统设备及技术方面取得突破，保障远海分散式风电的灵活接入与高效安全送出。