文_中国电科院电力系统研究所　习工伟　毕经天　郭得扬

　　目前，我国电网已成为世界上规模最大、新能源与直流等电力电子设备接入容量最高、结构最复杂、控制难度最大的交直流混联电网。随着新型电力系统建设的持续推进，电源结构和电网结构不断深化调整，大型新能源基地经过特高压直流远距离输送至负荷中心成为我国资源跨区平衡的主要方式。与传统电力系统相比，新型电力系统在电源结构和电网结构方面存在巨大差异，系统的运行特性发生了重大改变，面临新的安全风险。

　　新型电力系统安全运行面临诸多风险

　　供应保障难度加大。随着全球气候变暖，气候异常更加剧烈，干旱、飓风、暴雪、冰冻、极寒极热无风等极端天气事件趋多趋强。在用电负荷高速增长的同时，发电能力显著下降，极端天气下电力保障供应难度加大。未来随着新能源占比不断提高，电力供应面临的外部风险还将进一步增加。极端条件下，新能源出力偏低、燃煤燃气供应不足、电力需求大幅波动等因素可能交织叠加，电力电量平衡及电力可靠供应面临较大压力。

　　系统特性深刻变化。新型电力系统呈现高比例新能源、高比例电力电子设备的“双高”特征，电力电子设备大量并网，大电网的毫秒级—秒级机电动态过程受到微秒级电力电子控制和开关过程的高度影响，系统运行机制发生显著改变。系统由同步发电机为主导的机械电磁系统，向由电力电子设备切换控制特性主导的系统转变，控制对象也由上万台传统机组变为数百万个特性各异的新能源发电单元，出现故障后连锁反应特性更加复杂，系统的安全稳定特性发生深刻变化。

　　安全风险持续累积。新能源发电设备具有弱支撑性及低抗扰性，随着电网中常规电源被新能源大量替代，电力系统转动惯量降低，抗扰动能力下降，维持系统安全稳定的物理基础被不断削弱。加之新能源机组抗扰动能力不足，容易发生故障扰动后大规模连锁性脱网，大面积连锁故障概率增加。此外，在新能源占比较高、电网结构薄弱的局部地区，宽频振荡等新形态稳定问题不断涌现，电网安全稳定运行面临前所未有的挑战。

　　多措并举积极应对风险

　　第一，要提高电力供应保障能力。统筹保供电源建设。锚定“双碳”目标，按照“常规电源保供应、新能源调结构、煤电兜底保安全”的原则，在大力发展新能源的同时推动多类型电源协调互补发展，确保可靠发电能力高于最大负荷并留有合理裕度。深化沙漠、戈壁、荒漠地区大型风光电基地外送通道外送能力提升技术研究。提高电网资源配置能力。构建以区域交流电网为主体、通过跨区交直流广泛互联的电网格局，加快构建坚强的区域骨干网架，推动各级电网协调发展，形成电网规模及电网强度合理的物理基础平台，满足大规模新能源、大容量直流安全接入需求。加强负荷侧运行弹性。坚持“需求响应优先、有序用电保底”的原则，充分挖掘和提升负荷侧调节支撑能力，保障电力正常供应秩序。

　　第二，要提高电网本质安全水平。强化系统安全管控。有效识别、控制、化解易导致系统稳定问题的重大安全风险，建立规范化、闭环式的风险管控机制，夯实电力系统本质安全。加强涉网安全管理。全面加强新能源机组的涉网性能管理，保障常规机组涉网性能，提高各类型并网主体的安全运行水平，实现源网荷储安全共治。加强灵活调节和稳定支撑资源建设。结合各类电源调节特性和稳定支撑作用，按照“相互配合、协同发力”的原则，建立涵盖季、月、周、日等不同周期的系统调节体系，以及保障系统稳定运行的支撑能力。

　　第三，要提高电网运行控制能力。强化安全稳定特性认知体系。全面强化电力系统多时间尺度仿真能力，重点提升电磁暂态仿真能力，准确认知系统安全稳定特性。逐步缩短运行方式分析周期，强化在线安全分析能力，进一步提升新能源消纳水平和电力设施利用率。提升调度运行智能化水平。深度融合先进信息通信技术，充分利用气象环境、一次能源等信息，统筹优化调用源网荷储海量可控资源和跨区跨省输电能力，实现调度决策从自动化向智能化转变。加强有源配电网调度运行控制，提升配网可观、可测和可控能力，实现分布式电源、可控负荷的汇聚管理，全方位建立主配网协同调度机制。

　　强化大电网故障防御体系。巩固电力系统“三道防线”，积极拓展可中断负荷、储能等新型控制资源，切实保障电力电子化、配网有源化环境下稳定控制措施的有效性，强化稳控系统标准化管理、反事故措施落实和在线监视能力建设。强化电网全景全频段状态感知，实现风险预测、预判、预警和预控，提升电力系统对故障的主动防御能力。

　　第四，要提高二次系统安全管控水平。加强稳控系统安全管理。加强稳控系统技术标准建设。完善稳控装置制造、检验、通信接口等内控技术规范，做到功能清晰、逻辑严密、测试全面。加强二次系统的规划设计，提升规划和前期阶段二次系统的规划设计深度。加强网络安全管理。完善电力网络安全防护体系，巩固电力监控系统各项防护措施，提高网络攻击应对能力，防范因网络攻击导致的一次系统安全稳定风险。

　　第五，要加强电力安全技术创新。加强基础理论与核心技术攻关。全力推动包含“双高”电力系统安全稳定基础理论、电力电量平衡与控制等重点方向的基础理论攻关。围绕分析认知、运行控制、故障防御、网源协调等核心方向，加快关键技术研发与应用。推动电力装备创新与示范应用。紧密围绕大电网安全稳定需求，针对“双高”背景下日益突出的系统调节、支撑能力不足问题，研发提升电网强度的新型电力电子重点装备。推动示范区建设，按“试点先行，逐步推广”的原则，应用新能源发电主动支撑、需求侧响应、新型储能等重要关键技术和装备。