新能源主动支撑方向的领航员

孙大卫 于思奇

| 高端人才榜样 |   国网冀北电科院  刘辉

构建大规模新能源接入的新型电力系统，全面支撑碳达峰、碳中和目标实现，是能源行业的一场全局性变革。作为“大规模新能源主动支撑控制技术”科技攻关团队带头人，国网冀北电科院副院长刘辉带领团队主动迎接这场变革，开展了大规模交直流系统电磁暂态仿真、宽频振荡分析与抑制、虚拟同步机运行与控制等多项前沿领域技术攻关并取得突破性成果。

大量新能源接入使电力系统的动态特性更加复杂，传统分析手段的计算精度已无法满足需求，电磁暂态仿真是新型电力系统亟需突破的关键技术，也是开展新能源主动支撑分析的基础研究工具。刘辉指出：“新技术与新工程在正式投运前，都要在实验室里检测设计的合理性。主要的检测方式是在仿真系统中搭建模型并模拟运行……”。刘辉带领团队超前启动了高比例新能源接入系统电磁暂态仿真关键技术的攻关工作，历时5年的时间，他们突破了高计算密度仿真延迟、多仿真机计算负载失衡等关键技术难题。

2010年在张家口沽源地区发生了风电振荡问题。风电、光电、火电，输入大电网都需要电流电压平顺、稳定，但是工作人员发现当地的风电不时出现波动式电流，时高时低，这对京津冀电网显然不是件好事。

2012年，刘辉带领团队针对该问题展开了技术攻坚，发现不同于大多数电力设备呈现“正电阻”的特性，风电机组在一定条件下会表现为“负电阻”，无法为电力系统主动提供阻尼，导致系统电流出现了振荡发散现象。

刘辉介绍说“火电等同步机组可以全天候发电，并基于转动惯量和调频机制支撑交流電网同步稳定运行。相比之下，新能源机组功率输出受气象等因素影响较不稳定，不具备主动支撑电网频率电压的能力，而虚拟同步机技术是通过控制手段使新能源模拟同步机特性，实现新能源频率电压主动支撑功能的重要技术手段”。

在科研道路上刘辉不断求索，共带领的团队曾获得了多项科技与工程方面的殊荣。刘辉作为主要完成人，先后获得省部级科技奖励27项，其中一等奖7项。河北省科学技术进步一等奖1项、中国电力行业科技进步一等奖1项、国家电网公司科技进步一等奖1项和二等奖1项，以第二发明人获得中国专利银奖1项。