柔性化電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展
韓民曉 范溢文
（華北電力大學電氣與電子工程學院）
本世紀初以來，電力系統(tǒng)經歷了一系列重要變化?？稍偕茉创罅拷尤腚娋W，遠距離電力傳輸發(fā)揮重要作用，電能替代不斷推進。電力系統(tǒng)對安全穩(wěn)定與供電質量要求日益提高，越來越需要能夠對其數(shù)量及質量進行靈活有效的控制。作者針對這一變化，曾在十余年前提出了“柔性化電力技術”的概念[1]。目前，得到廣泛認可的“雙高”電力系統(tǒng)（高比例可再生能源發(fā)電、高比例電力電子設備）、電力電子化電力系統(tǒng)的提法都印證了這一觀點。
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)本質上呈現(xiàn)出剛性的特質：發(fā)、供、用必須同時完成，時刻嚴格保持總功率的平衡。各機組之間必須嚴格同步，偏離額定頻率數(shù)值較大意味著機組失步，甚至電網解列。電網的潮流只能由電網參數(shù)被動決定，難以依據電網運行需要對潮流進行有效控制。電網的供電模式單一，電能質量只能實現(xiàn)離散方式的靜態(tài)調節(jié)。電力負荷調節(jié)特性差，難以實現(xiàn)高效與優(yōu)化的調節(jié)。隨著我國能源領域綠色替代、電能替代及能源互聯(lián)網的進一步發(fā)展，遠距離大容量電力傳輸與控制需求的不斷增長、不同用戶供電質量需求的不斷提升，電力系統(tǒng)柔性化發(fā)展成為更為迫切的需求。電力系統(tǒng)的柔性化技術是指以電力電子技術為核心，結合儲能技術及信息技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)中電能的變換與控制，形成更為安全穩(wěn)定、質量可控、綠色高效的電力系統(tǒng)。
一、電力系統(tǒng)柔性化的支撐技術
柔性化電力技術是基于電力電子技術，在電能的產生、輸送與應用各個環(huán)節(jié)能夠對電能的數(shù)量和形態(tài)進行快速精確控制的技術。它在直流輸電、柔性交流輸電、配網層面電能質量控制等技術發(fā)展中提供了思路和方案。該技術的實現(xiàn)是以電力電子技術為核心的多種技術的結合，如儲能技術、信息處理與控制技術等。
01、電力電子器件技術的發(fā)展與應用
柔性電力技術的核心依賴于電力電子技術的發(fā)展，而電力電子技術包括器件、電路與系統(tǒng)三個層次，其中器件的發(fā)展和應用是整個電力電子技術的基石。
表1 電力電子器件技術發(fā)展脈絡
未來，電力電子器件的發(fā)展趨勢是高電壓、大電流、低功耗、高開關速度，而這些特性在一個器件上往往難于全面體現(xiàn)。目前，不斷有新材料和新器件在已存在器件上進行復合，使各種器件的某些優(yōu)點得到發(fā)揮，這就造就了各式各樣的電力電子器件。它們在不同的領域發(fā)揮著不同的電能變換與控制作用，參見圖1。
圖1 電力電子器件的應用領域
電力電子器件性能的提升離不開材料、工藝的不斷發(fā)展。寬禁帶半導體被看作未來可帶來電能控制重大變革的技術，得到各國電力電子研究者的重視。寬禁帶半導體器件材料的綜合性能及工藝的成品率成為該領域的重要研發(fā)內容。
02、換流電路及其發(fā)展
柔性電力技術的應用是通過各種電力變換及其控制實現(xiàn)的。在電力的產生、輸送和相關用電設備的控制電路中，涉及到交流電力或直流電力的不同形式間的相互轉換。交流電力可能為幅值、頻率或相數(shù)不同的交流電，直流電力可能為幅值不同的直流電。換流電路的發(fā)展可分為以下三個時代：
1.整流器時代
整流器是將交流電通過相位控制轉換為直流電的裝置，較為典型的領域有電解、牽引以及直流傳動。大功率整流器可將工頻交流電向直流電實施有效的轉化，該應用在上世紀六、七十年代得到了很大發(fā)展，這是電力電子換流器發(fā)展的第一個時代。這個時期也開啟了基于晶閘管的直流輸電的發(fā)展。
2.逆變器時代
逆變器是將直流電轉變交流電的設備。20世紀80年代以來，隨著變頻調速裝置的普及與應用，門極可關斷晶閘管（GTO）、大功率逆變用的晶閘管和巨型功率晶體管（GTR）逐漸成為主要的電力電子器件。上述器件的發(fā)展與應用推進了電壓源型直流輸出、靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)入娏﹄娮釉O備的發(fā)展。
3.變頻器時代
隨著微控制器技術與組合變換技術的發(fā)展，電機驅動迎來了變頻器應用的黃金時期。變頻器的發(fā)展標志著電力電子技術可實現(xiàn)多種形式的電能之間便利且精確地相互轉換。高壓大容量變頻器開發(fā)的成功，為電力電子器件通過模塊化組合實現(xiàn)大功率變換提供了技術支撐?；谀K化多電平（MMC）技術的換流器在電力系統(tǒng)中獲得廣泛應用。
03、儲能技術
傳統(tǒng)電能的使用必須時刻遵循“供需平衡”的原則，而柔性電力技術思想下的電網對高比例可再生能源的吸納、電能質量靈活控制與變換的特點，對儲能技術的應用提出重要的需求。下面針對柔性化技術中的幾類儲能技術給予說明。
抽水蓄能技術是利用電能與水力勢能相互轉換的蓄能技術，是目前國內外各電力公司采用的一項大規(guī)模實用技術，常用于調峰、調頻、調相、事故備用、黑啟動等。一般的抽水蓄能功率等級可達幾十萬千瓦，使用壽命可達30年。基于電力電子技術實現(xiàn)的可變速抽水蓄能技術效率可達75%?？勺兯俪樗钅軝C組具有調節(jié)范圍寬、調節(jié)精度高及快速功率響應能力，可充分滿足電網自動頻率控制及含大規(guī)模可再生能源電網運行調節(jié)的暫態(tài)響應要求。
飛輪蓄能是利用旋轉物體所具有的動能存貯能量的技術，其變換裝置是通過發(fā)電電動機及電力電子裝置實現(xiàn)的。飛輪儲能功率密度高，使用壽命可達25年，轉換效率高，可達90%以上，優(yōu)于抽水蓄能技術。但持續(xù)放電時間僅為分鐘級，能量密度低，是典型的功率型儲能技術。
電池蓄能技術是將電能轉化為化學能存儲、使用時再將化學能轉化為電能的蓄能技術。由于直接轉化為化學能的電能只能是直流形式，因而交直流變換器是這種蓄能系統(tǒng)的重要組成部分。電池蓄能技術效率高噪音低污染小、不受規(guī)模效應的制約、暫態(tài)特性好、負荷追隨性能強、造價低。但電池蓄能系統(tǒng)需要相應的交直流變換與控制設備，增加了系統(tǒng)的復雜性。在高密度人口和建筑中心設置高密度、大容量且化學過程復雜的電池蓄能系統(tǒng)必然給都市設施安全管理帶來新的課題。
超導蓄能(SMES)是利用電流在處于超導狀態(tài)的線圈中流通，以磁場形式存儲電能的方式，這種蓄能方式源于超導現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及應用。目前，超導在電力系統(tǒng)中的應用包括超導發(fā)電機、超導變壓器、超導電纜、超導限流器及SMES等。相比其他蓄能方式，只有一些中小型SMES投入商業(yè)運行。
04、信息處理與控制技術
信息技術的發(fā)展為電力變換與傳輸中的控制提供了有效的手段。柔性電力技術中電力電子器件的狀態(tài)是通過一系列的信息處理與控制環(huán)節(jié)后觸發(fā)的，其功能的實現(xiàn)離不開功能強大、穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)。電力電子裝置的控制技術隨著電力電子技術的發(fā)展也愈加復雜。過去多使用模擬控制技術實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能，后來數(shù)字控制技術依托微處理器及其外圍電路的升級得到不斷發(fā)展，并逐漸取代模擬控制。隨著電力半導體器件不斷地向高頻、高效和智能化方向發(fā)展，電力電子控制系統(tǒng)的實時性要求越來越高。廣泛采用的硬件平臺，包括可編程邏輯器件(PLD－Programmable Logic Device)、數(shù)字系統(tǒng)處理芯片（DSP－Digital Signal Processing）及工業(yè)控制器（IPC－Industrial Personal Computer）通常用以完成相關控制工作。
在電力領域，基于物聯(lián)網（IoT）技術圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術、先進通信技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，構成具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統(tǒng)，形成泛在電力物聯(lián)網（UPIoT）體系，對電力系統(tǒng)發(fā)揮作用更加方便社會各行業(yè)領域信息與技術的共享、交流與發(fā)展。泛在電力物聯(lián)網的作用符合在配電領域的發(fā)展，它已廣泛應用于智能傳感器、設備狀態(tài)檢修、智能終端保護、安全防護加密等場景，有效提高了配電環(huán)節(jié)可靠性、安全性。
二、發(fā)電環(huán)節(jié)的柔性化技術
01、光伏發(fā)電
光伏發(fā)電中電力電子變換電路的形式通常有工頻變壓器方式、高頻連接方式及無變壓器方式，如圖2所示。工頻變壓器方式采用工頻隔離，具有造價低、不宜小型輕量化等特點。高頻連接方式采用高頻逆變后，通過變壓器隔離，再經過整流逆變與系統(tǒng)相連，體積相對較小，但存在造價高、效率較低等問題。無變壓器方式通過升壓斬波器、逆變器和濾波器，直接與電力系統(tǒng)相連，造價適中，宜于小型輕量化。
圖2 光伏發(fā)電變壓器連接方式
為了充分利用太陽能和發(fā)揮光伏發(fā)電裝置的作用，在技術上要使太陽電池的輸出始終處于最大功率點及其附近，即控制變換器的輸入電壓工作在最大功率點電壓上。實現(xiàn)最大功率追蹤的電路通常采用DC/DC變換器，通過開關器件導通率的調整，使太陽能電池最大功率點電壓與負載電壓相匹配。
02、風力發(fā)電
風能具有波動性和隨機性，無法存儲，因而無法像傳統(tǒng)能源利用中那樣，在保持一次能源相對穩(wěn)定的情況下產生電能，這就要求風力發(fā)電系統(tǒng)具有很強的調節(jié)能力和適應性，這正是柔性化技術的核心。風力發(fā)電機按異步型和同步型分類，可以分為鼠籠式異步發(fā)電機、雙饋風力發(fā)電機、直驅風力發(fā)電機三種，其機組控制特性構成對比如表2所示。
表2 風力發(fā)電機的種類與特性
可以看出，對于當下常見的雙饋風力發(fā)電機和高性能的永磁直驅風力發(fā)電機，電力電子技術的應用已是重要環(huán)節(jié)。尤其在直驅風力發(fā)電機中使用到了全功率逆變器，并且通過解耦控制可以完成對有功無功的獨立控制，同時改善電網性能。隨著電力電子技術應用的提升，風力發(fā)電機的控制性能也越來越好。
03、燃料電池
燃料電池等溫地按電化學方式直接將化學能轉化為電能。它不經過熱機過程，因此不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉化效率高，幾乎不產生NOx和SOx的排放，且CO2的排放量也比常規(guī)發(fā)電廠少。正是由于這些突出的優(yōu)越性，燃料電池技術的研究和開發(fā)備受各國政府與大公司的重視，被認為是21世紀首選的潔凈、高效的發(fā)電技術。目前能源發(fā)展趨勢需要對大功率可再生能源存儲，也就要使用大量的高容量電池。由于電化學電池對環(huán)境有不好的影響，且造價昂貴，利用電解制氫，即通過分解水產生氫氣并進行儲存，再通過燃料電池轉換為電能，是更為簡單可行的解決辦法。
氫研究所(HRI)開發(fā)了一套系統(tǒng)，將可再生能源系統(tǒng)產生的能量以氫氣形式進行儲存，如圖3所示。該系統(tǒng)包括直流負載母線、風力發(fā)電機、太陽能電池板、燃料電池系統(tǒng)和氫轉換系統(tǒng)。連接到直流母線的降壓DC-DC變換器用于將母線電壓降低到適合電解的電壓水平。電解水獲得的氫氣被儲存在一個特殊的儲存管中。儲存的氫氣通過燃料電池(PEMFC)轉換為電能。燃料電池產生的能量通過升壓DC-DC變換器傳輸?shù)较到y(tǒng)直流母線。
圖3 氫循環(huán)與可再生能源系統(tǒng)[2]
04、微型燃氣輪機（MGT）
燃氣輪機利用氣體作為工質在燃燒室里燃燒，將燃料的化學能轉變?yōu)闅怏w的內能。在汽缸里，氣體的內能轉變?yōu)闅怏w的動能，燃氣高速噴出，沖擊葉輪轉動，葉輪驅動主軸，再帶動發(fā)電機旋轉產生電能。為了獲得較高的發(fā)電效率，燃氣輪機的主軸轉速通常達數(shù)萬轉/分，其產生的電能頻率達數(shù)百赫茲，無法與電網直接相連，必須通過交直、直交變換才能聯(lián)網或供給用電設備。再加上這類裝置需要電動啟動，變換裝置還需具備雙向流通的能力。這就使得其中變流器具有較復雜的功能，典型電路示例如圖4所示。圖中，電池B用作能量緩沖及無電網送電時始動之用。
圖4 燃氣輪機電力變換電路
三、輸電環(huán)節(jié)的柔性化技術
01、直流輸電技術
直流輸電技術是柔性化技術在電力系統(tǒng)輸電領域中應用最早同時也是最成熟的技術。從高壓直流輸電的發(fā)展來看，1954年世界上第一個直流輸電工程投入商業(yè)運行，采用汞弧閥換流技術的第一代直流輸電由此誕生。20世紀70年代，基于晶閘管的換流閥在直流輸電領域得到應用標志著第二代輸電技術產生。我國的柔性直流輸電工程技術研究與應用相比世界起步較晚，但發(fā)展迅速。到2005年，國內的研究基本還都集中在兩電平換流器柔性直流輸電的系統(tǒng)建模與仿真分析等方面，對于工程技術的研究少有涉及。2006年開始，國內相關研究單位與西門子公司幾乎同步開展了基于MMC的柔性直流輸電工程技術研究，并在理論、技術、設備、試驗、系統(tǒng)集成等方面取得了一系列的自主創(chuàng)新成果[3]。我國第一個真正意義上的柔性直流輸電工程——上海南匯柔性直流輸電工程于2011年投運，實現(xiàn)了我國柔性直流輸電技術從無到有的突破。經過多年的發(fā)展，到現(xiàn)在張北柔直示范工程的建立，再次證明了我國在柔性直流輸電整體技術研究、工程應用等方面均已達到世界先進水平。
02、FACTS技術
FACTS是現(xiàn)代電力電子技術與傳統(tǒng)電網技術相結合的技術。它采用大功率電力電子元件替代機械式的高壓開關，可以按系統(tǒng)需要迅速調整電力系統(tǒng)中影響潮流分布的三個主要電氣參數(shù)：電壓、功率角和電路阻抗，以達到合理分配輸送功率、合理控制電壓，降低功率損耗和發(fā)電成本的目的，提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。靜止無功補償器SVG、靜止同步補償器STATCOM和晶閘管控制的串聯(lián)電容器TCSC等都是FACTS中主要的控制器。FACTS技術的應用實現(xiàn)了互聯(lián)電網之間互為備用，對減少冷熱備用容量、優(yōu)化潮流分布的系統(tǒng)參數(shù)、減少大電網中的環(huán)流、提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性等方面有所裨益，輸電線上傳輸?shù)墓β士梢栽诮咏鼰岱€(wěn)定極限的情況下滿足安全經濟運行的要求。
四、配電環(huán)節(jié)的柔性化技術
隨著能源問題的日益重要及對供電可靠性要求的提高，為滿足用戶的電能質量需要和支持現(xiàn)存配電網的經濟運行，常會在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的發(fā)電機組，即設立分布式電源。然而，分布式電源的并網運行會給主電網帶來一系列問題，包括電壓波動、直流偏磁、高次諧波等問題，這對配電環(huán)節(jié)中的電能質量和直流配電等問題提出更高的技術要求。
01、電能質量控制
電能質量控制的核心是能夠對供用電系統(tǒng)的電力進行控制、變換，為用戶或供電方提供滿足要求、質量合格、效能最佳的電力。完成這種控制與變換的關鍵就是各具特色的電力電子器件及其控制電路。與電能質量控制技術應用相關的電力電子器件正在向高耐壓、大電流、低損耗及高頻化方向發(fā)展。特高壓直流輸電系統(tǒng)在我國大規(guī)模新能源發(fā)電遠距離外送和區(qū)域電網互聯(lián)中起到越來越重要的作用，但其采用的相控逆變裝置給落點電網帶來的諧波污染不可忽視。此外，三相不平衡和低電壓等穩(wěn)態(tài)電能質量問題已十分明顯與突出。
目前，諧波控制技術主要包括無源和有源兩種類型。無源諧波控制技術關鍵是添加了無源濾波器。基于電力電子技術的有源電力濾波器（APF），其控制思想是減少由諧波源產生的諧波或不產生諧波，主要包括使用脈沖寬度調制技術（PWM）和增加變流裝置相數(shù)或脈沖數(shù)?；陬愃扑枷氲钠渌D換器包括級聯(lián)H橋，高功率因數(shù)轉換器和矩陣轉換器。目前，這類設備主要使用并聯(lián)接入待處理網絡，如并聯(lián)無源三相不平衡補償器，并使用TCR+TSC進行不平衡負載的三相補償?shù)取，F(xiàn)狀分析表明，“低電壓”問題在我國的中低壓配電網中最為嚴重?；诜植际诫娫椿騼δ茉O備的治理技術可有效地減少線路上的有功損耗，這應成為將來解決低電壓問題的重要方向。
02、直流配用電
與交流配電網相比，直流配電網的要素組成差異不大，但在很多方面優(yōu)勢顯著。例如，交流系統(tǒng)配電方式通常為三相，而直流系統(tǒng)只有正極和負極。地或海水通常用作負極，并且以單極形式運行，從而節(jié)省了線路投資；直流系統(tǒng)中沒有相位、頻率、無功功率和其他因素，因此各個子系統(tǒng)之間沒有異步問題和無功補償要求。隨著分布式電源、小型微電網和電動汽車的出現(xiàn)，直流配電網絡也可以實現(xiàn)其平穩(wěn)有效接入，并且在潮流控制方面比交流系統(tǒng)更加靈活方便。
但是，由于使用了大量的電力電子設備，太陽能、風能、海洋能等分布式新能源的出力隨機性和間歇性都會成為干擾。直流配電網通過優(yōu)化電力電子變流設備接口的控制策略來提高系統(tǒng)的電源質量是一種相對經濟的方法?？刂颇Ｊ降倪x擇將極大地影響操作和運行帶來的問題?；诟倪M型控制器的VSC，在一定程度保證正常的線路電流，有效解決了直流配電網運行方式切換引起的一系列問題。
五、用電環(huán)節(jié)的柔性化技術
從電力系統(tǒng)的角度看，電力電子技術的應用在很大程度上改變了用電方式，改變了負荷特性，對電力系統(tǒng)的設計、分析與運行帶來新的變化。
01、電能替代與電力負荷的電力電子化
在負荷側，最主要的變化是分布式電源和儲能裝置的接入。大量新型負荷如數(shù)據中心、計算機設備、LED照明等需要直流電源；以變頻調速為主要內容的電力驅動、城市軌道交通與電氣化軌道快速發(fā)展下電力牽引領域需要應用電力電子換流技術；用戶側小型分布式發(fā)電設備的并網與存儲、微電網、電動汽車充電系統(tǒng)的快速發(fā)展，讓未來用戶用電在可靠性、便利性、效能等方面與電網進行更為頻繁的交互。這些場景為電力電子化變革提供了極大的發(fā)展空間，對電力電子技術在用電側的適應性提出了新要求。
02、負荷電力電子化對電力系統(tǒng)的影響
隨著電力系統(tǒng)中的電力電子化設備占比升高，設備與系統(tǒng)、設備與設備之間的交互作用趨于復雜，對電力系統(tǒng)運行特性的改變也愈加明顯。電力負載的電力電子化從兩個方面對電力系統(tǒng)的運行帶來影響，一是電力電子用電設備會向電網注入諧波，這些諧波在電網中的傳播與放大可能造成電力系統(tǒng)設備的發(fā)熱、振動甚至損壞。電力電子設備接入電網必須滿足一定的電能質量標準，必要時采用適宜的濾波措施等是減少諧波影響的有效方法。電力負荷的電力電子化的另一個影響是與其表現(xiàn)出的恒功率負特性密切相關的。電力電子負載具有很強的調節(jié)特性，通過調制比的控制可實現(xiàn)恒功率運行，這種恒功率表現(xiàn)為負電阻特性，因此會降低系統(tǒng)阻尼進而影響系統(tǒng)穩(wěn)定性[4]。面對電力系統(tǒng)源-網-荷快速更新變化及出現(xiàn)的新問題，又需采用以電力電子為基礎的綜合技術加以解決，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運行。
六、柔性化電力技術的挑戰(zhàn)與發(fā)展
01、柔性化電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出的典型問題
電力系統(tǒng)的柔性化必然伴隨著可再生能源的大量接入，電能的遠距離、大范圍配置及電能替代的快速推進，由此形成目前給予廣泛關注的“雙高”電力系統(tǒng)。這種系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在具有可控性好，運行靈活、高效、高質量的同時，也存在下述問題[5]：
1.低慣量：柔性化電力系統(tǒng)通過電力電子變流器接入大量可再生能源電力。這些可再生能源機組不再具備傳統(tǒng)同步機組基于旋轉動能的慣量響應特性。盡管許多研究已提出了諸多基于控制的頻率支撐/虛擬慣量技術，但由于缺少持續(xù)能量支撐，它們的作用是有限的，并且可能會影響設備的效率和靈活性。
2.過載能力低：受電力電子器件本身過流能力的限制，柔性電力系統(tǒng)對頻率和電壓偏差的耐受能力不足?？稍偕茉礄C組的頻率和電壓耐受上限與常規(guī)火電機組有較大差距，使得這類機組在系統(tǒng)頻率或電壓大幅波動情況下容易脫網，給系統(tǒng)穩(wěn)定帶來不利影響。
3.多時間尺度：柔性電力系統(tǒng)中可再生能源功率的波動是數(shù)分鐘到幾十分鐘，機械動態(tài)過程時間尺度在幾百毫秒到幾秒，而電力電子的動態(tài)響應時間為數(shù)毫秒，因此，整個系統(tǒng)為多時間尺度系統(tǒng)。對于這類多時間尺度系統(tǒng)的建模、仿真與控制是一個新的挑戰(zhàn)。
4.非線性：電力電子設備中的開關器件是通過高頻離散脈沖觸發(fā)控制的，考慮到限幅及飽和特性，電力電子設備具有很強的非線性特質。雖然傳統(tǒng)的控制理論較為完善地解決了線性系統(tǒng)的控制，但對含有大量電力電子設備的柔性化電力系統(tǒng)的控制目前還沒有系統(tǒng)的理論。
5.寬頻振蕩：柔性電力系統(tǒng)中包含大量特性各異的電力電子設備。這些設備的開關頻率、控制方式、并網參數(shù)有較大差別，又相互作用。在一定條件下可能發(fā)生耦合振蕩。振蕩的頻率分布可能從數(shù)十赫茲到數(shù)千赫茲，形成寬頻振蕩。
02、柔性化電力系統(tǒng)的發(fā)展
對于上述問題的解決成為未來電力系統(tǒng)柔性化發(fā)展的重要內容。針對低慣量系統(tǒng)，可采用新的網絡結構設計、合理的儲能配置及新的可再生能源并網控制策略；對于過載能力低的問題，可以考慮優(yōu)化功率器件配置、采取更為有效的保護與控制策略及單元冗余等技術進行防范。多時間尺度問題，涉及建模、仿真與控制等各個方面，可采用頻率變換、時間尺度解耦進行分析。也可針對所要解決的核心問題，選擇合理的研究方法與研究工具，提示有效的方案。非線性問題與寬頻振蕩問題是密切相關的?？梢罁袷幍念l段、擾動的大小，采用時域或頻域的方法進行分析?？蓮脑O備參數(shù)優(yōu)化、控制策略優(yōu)化等方面提出振蕩抑制的方案。
在低碳環(huán)保壓力和經濟性約束下，電力負荷的內生增長動力促使能源規(guī)劃繼續(xù)向高比例可再生能源方向發(fā)展，電力規(guī)劃也將圍繞可再生能源的時空分布和分布式與儲能雙向互動進行，這將有效促進分布式能源、儲能、電能替代等技術的大力發(fā)展。這些發(fā)展一方面對電力系統(tǒng)的柔性化提出更為迫切的需求，另一方面也將進一步促進電力系統(tǒng)柔性化技術的進步。新型大容量半導體功率器件的出現(xiàn)和運用、經濟高效儲能方式的廣泛應用及基于IoT 的信息技術的發(fā)展，必然為柔性電力技術的進步注入新的活力。柔性電力系統(tǒng)的未來將更為綠色環(huán)保、安全穩(wěn)定、經濟高效。
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圖片
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年12月25日第49、50期
