天津大学-新型电力系统构网控制的6人关键科技问题

统工程师为表彰自治区科技进步奖获得者，特颁发此证书。旋奖成果：面向所膜”高治边少”理羿不平街整配电系蜕组同支撑技术及应用2024年度日主要研究方向主要研究方向新能源构网控制、电力电子化电力系统单位与社会服务单位与社会服务编委：担任IEEETransactionsonPowerSystems、电力系统保护与组织：2025年和2026年电气工程自研究成果概览研究成果概览SCI/EI期刊120余篇，参编国际标准3项、国内获批国重项目1项、课题1项、国自科“联合基获IEC标准杰出贡献奖1项、日内瓦国际发明展金奖5项(含特许金奖1项)2汇报提纲汇报提纲背景与挑战二构网控制的6个关键科技问题31.11.1背景与挑战-新型电力系统的电力电子化“双碳”目标“Net-Zero”“PoweringAustralia”Development”"UAENetZero2050”电动汽车储能设备风力发电光伏发电A同步机发电数量多B旋转机械惯量大旋转机械惯量少(风、光、储+电力电子并网)同步机主导系统41.21.2背景与挑战-非同步电源的同步化支撑演变路径定功率因数控制定有功/无功功率控制内电势支撑定功率因数控制定有功/无功功率控制内电势支撑一次调频毫秒级秒级分钟级非同步电源同步替代与多时间尺度支撑二次调频支撑电能质量治理小时级强过流能力小时级跟网型应用跟网型应用构网型应用天5汇报提纲汇报提纲背景与挑战二构网控制的6个关键科技问题622构网控制的6个关键科技问题储能电压源外特性电压源外特性接入与测72关键问题1-构网控制的应用对象是什么?双馈风机双馈风机机侧变流器升压电网电网汇集母线光伏发电网侧构网变流器光伏发电光伏阵列MPPT变换器阵列变压器电网汇集母线低压直流低压直流母线直流直流配微电网升压变压器中压直流母线网侧构网变流器网侧构网变流器升压变压器电网汇集母线网侧构网变流器储能直流侧电容升压变压器汇集母线网侧构网变流器海上风电场并网变压器!电缆汇集母线系统永磁风机独立储能汇集母线海上换流站机侧变流器海底直流电网电网822关键问题2-构网控制与跟网控制的区别是什么?网侧换流器控制结构-电流源型网侧换流器控制结构-电压源型——92关键问题2-构网控制与跟网控制的区别是什么?关键能力受控电流源特性受控电压源特性依赖稳定电网条件运行不具备天然惯量百毫秒级以上功率调节可实现毫秒级快速响应可自主建立电压频率实现黑启动通常无法独立维持孤岛运行维持稳定运行满足传统并网规范要求增强了故障期间电压支撑和相角扰动耐受能力参与传统辅助服务孤网及低惯量电网技术成熟已广泛应用工程应用快速增长规模化推广加速2关键问题3-构网控制的电压源外特性是什么?2关键问题4-构网控制有效实现的2大必要条件是什么?快速可用能量同步机3000能量路径2:风机/光伏减载备用响应快速2关键问题4-2关键问题4-构网控制有效实现的2大必要条件是什么?过流能力电流未限流：触发保护后停机电流未限流：触发保护后停机WW铜底板t₁时间t时间1时间122关键问题5-构网控制在电网的2大配置约束是什么?接入点短路比跟网型(GFL)跟网型(GFL)跟网型(GFL)完全稳定需监控与调节易失稳，应采用GFM以英国为例：新能源大量接入使失稳风险显著加剧2关键问题52关键问题5-构网控制在电网的2大配置约束是什么?接入点短路比等效电路对比等效电路对比L构网换流盎00GFL换流器在不同SCR下的实验波形GFM换流器在不同SCR下的实验波形1522关键问题5-构网控制在电网的2大配置约束是什么?接入点短路比仿真模型与智能体联合寻优经验试凑法与智能算法对比仿真模型与智能体联合寻优经验试凑法与智能算法对比输入层输入层隐藏层隐藏层输出层aa智能体协同仿真模型实现参数寻优智能体协同仿真模型实现参数寻优2关键问题52关键问题5-构网控制在电网的2大配置约束是什么?接入点短路比R性量化Nyquist曲线(心试凑法参数22关键问题5-构网控制在电网的2大配置约束是什么?系统惯量与旋转备用时间光伏(潜在构网型)光伏(潜在构网型)2关键问题5-2关键问题5-构网控制在电网的2大配置约束是什么?系统惯量与旋转备用火电机组频率响应水电机组频率响应构网型调频资源频率响应00.022关键问题6-构网控制规模化发展的3大瓶颈是什么?示范工程沙特红海离网微电网工程MW光伏MW光伏135135MW构网型储能50MW快速频率响应储能构网型储能22关键问题6-构网控制规模化发展的3大瓶颈是什么?示范工程永州风电、储能、水电改造示范建设永州风电、储能、水电改造示范建设MW风机构网改造500kWMW风机构网改造212关键问题62关键问题6-构网控制规模化发展的3大瓶颈是什么?辅助服务市场英国；GFM激励机制f(如Stablesine支持计划)营商：构网改造需满足澳大利亚能源市场运营商：日本韩国：于激励区域积极开展构网测试电能套利频率响应能力频率响应黑启动能力电能套利容量补偿电能套利22关键问题6-构网控制规模化发展的3大瓶颈是什么?接入与测试标准20262026标准发布高峰和系统的构网型能量变换技术方法