驯服“电老虎”的前沿学者——记湖南大学博士生导师文云峰

作者:杜浩钧; 刊名:中国高新科技 上传者:曹瑞珍

【摘要】从"十二五"开始,我国可再生能源进入发展快车道,目前风电和光伏发电装机位列世界第一,而业内专家却清醒地认识到,风电和光伏发电进行大规模并网运行,依旧存在诸多问题亟待解决,"尤其是低惯量电网频率稳定的问题,因为新能源出力是波动的。"文云峰这样对记者解释道。文云峰,湖南大学电气与信息工程学院副教授,博士生导师,

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从“十二五”开始,我国可再生能源进入发展快车道,目前风电和光伏发电装机位列世界第一,而业内专家却清醒地认识到,风电和光伏发电进行大规模并网运行,依旧存在诸多问题亟待解决,“尤其是低惯量电网频率稳定的问题,因为新能源出力是波动的。”文云峰这样对记者解释道。文云峰,湖南大学电气与信息工程学院副教授,博士生导师,从浙江大学获得博士学位后,任教于重庆大学,2018年6月底调入湖南大学。2012年11月~2013年10月,为美国华盛顿大学联合培养博士研究生;2016年9月~2017年8月在加拿大萨斯喀彻温大学从事博士后研究工作;2018年,入选中国电机工程学会“青年人才托举工程”,获电力行业优秀工程咨询成果二等奖。文云峰进一步介绍说,以火电为主的电力系统,不确定性因素要少一些,有较多调峰调频备用,而风电、光伏等新能源,因受到自然因素影响,具有高度不确定性。大量接入电力系统以后,会对原电力系统产生影响,怎么对其进行有效控制?怎么评估新系统的不确定性?哪些系统频率是安全的?发生了频率扰动事故以后,该如何采取技术保障?这一系列问题,就是文云峰的研究领域。文云峰是一个谦虚的学者,与记者的交流,也是平缓而稳重的,他并不想刻意表白自己所取得的成绩,而他所从事的研究,却是实实在在的民生工程。从大的方面说,可以减少火电数量,有利于改善环境;从小的方面讲,能提高新能源接入比例,将降低发电成本,并最终使用户得到实惠。昔日里,百姓们将电力称为“电老虎”,对这一看不见、摸不着,却又无时无刻都能够感受到的物质,充满了敬畏之心。而现在,为了改善生存环境,提升国家形象,受益平民百姓,文云峰和他的团队,正一步一个脚印地,慢慢地摸索这只“老虎”的脾气,将其“驯服”,从而将其变身为“保姆”,服务于人民。智能化调度控制低惯量电力长久以来,我国的电力资源依赖的是火力发电,其发电量占总电量的3/4。火力发电具有技术成熟、调峰便捷等优点,而发电时二氧化碳排放带来的环境问题也异常突出。当科幻小说作家刘慈欣在自己的作品中对太阳的未来提出担忧时,在当下的现实生活中,太阳能还是可以好好地利用的。近些年来,国家大力提倡新能源的合理利文云峰博士毕业照用,但规模化并网和密集型大容量直流馈入/馈出,使得我国局部电网转动惯量大幅下降,大功率扰动事件下的频率稳定问题明显暴露出来,对于低惯量电力系统的运行,形成严峻挑战,云南、四川、甘肃、江苏等省的直流或新能源富集电网,均有不同程度的体现。新能源特有的功率波动,致使低惯量电力系统出现多重不确定因素,直流闭锁故障、大机组跳闸等海量预想事故“组合数爆炸”下的频率稳定快速评估需求越来越紧迫,传统的、基于时域仿真的离线分析工具,已难以满足低惯量电力系统的决策支持,基于经验型备用准则的调度方法,更是难以保障低惯量电力系统对于大容量功率扰动的适应性。文云峰在博士阶段,就针对电力调度中心难以对影响电网安全的各类风险因素进行全面掌控的状况,提出了一种面向调度运行的电网安全风险管理控制系统的实现方案。而在参加工作后,文云峰在该方面继续进行了更深入的研究,并且结合国家电网四川省电力公司等具体的科研课题,针对“低惯量电力系统频率稳定在线智能化评估与调度控制”这一具有更紧迫性的前沿科学问题进行了大量研究工作,在其研究成果中,提出了计及频率稳定的异步互联送端电网与受端电网协同优化的调度方法,从理论上推导了含多端直流电网及高比例新能源的交直流混联电力系统的转动惯量和备用充裕度模型,构建了计及频率稳定的直流电网与交流电网协同优化运行方法,可有效提升弱惯量交流系统的频率响应能力;提出了一种计及频率动态特

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