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当新能源成为电力主角,系统平衡如何重新定义?
2026/01/10

中国工程院院士李立浧指出,在新能源逐步成为电力主体的背景下,如何维持电力系统的稳定平衡已成为关键课题。


传统电力系统采用集中式架构,功能界限清晰,其运行很大程度上依赖于基于模型的仿真预测,长期存在信息封闭、技术路径单一等问题。而新型电力系统呈现出“源网荷储”深度融合、能量流与信息流实时互动的新形态。负荷侧也从以往可预测的稳定状态,转变为包含新能源与储能的多元格局,用户角色从单纯消费者转为“产消者”,不确定性显著增强。系统安全方面,传统电网确定性高、易于控制,新型系统则面临多重不确定因素,需构建适应复杂功能的新型网络安全体系。在架构上,电网形态正从传统同步大电网,演变为涵盖大电网、主动配电网与微电网的广域电气化网络。


李立浧院士强调,在碳中和目标下,电力系统必须向柔性可控、智能灵活转变,实现新能源的“无条件”接纳,并依靠功率与能量的动态平衡来保障安全稳定,同时建立与之匹配的故障防御与分析理论。


新能源须向“电压源”转型

随着新能源从补充电源转向主体电源,其固有的“电流源”特性与电网稳定运行之间的矛盾日益突出。风电、光伏等输出为随机波动的直流或变频交流电,必须通过电力电子变流器及控制策略,主动构建为具有电压源特性的电源,使其从“跟随电网”转变为“支撑电网”,这是新型电力系统建设的必然要求。


实现这一转型,硬件基础在于全控型电力电子变流器,通过高频开关实现交直流转换;控制策略则依托外环电压控制与内环电流控制的协同,快速维持端口电压稳定。通过构网型控制技术,新能源可形成优于传统同步机的外特性,成为系统的“电压形成者”,从而显著提升电网的稳定性、可靠性与柔性。


电力系统平衡理论亟待革新

电力系统正经历百年来最深刻的技术变革,大规模分布式能源、需求侧响应、电力市场等新元素的涌现,呼唤全新的电力系统理论支撑。


李立浧分析,以同步机为主导的传统稳定范式正被逐步颠覆,系统静态与动态特性因电力电子装备的广泛接入而重塑。新型平衡理论应以电力电量实时平衡为基础,依托电力电子设备的快速调控与数字化智能决策,构建“快速柔性”的主动支撑体系。这一转变不仅是技术升级,更是系统思维的根本演进。


新理论的科学性在于,它依据能量守恒定律,从功率平衡角度直接保障系统稳定,突破了对旋转惯性的传统依赖。其实用性则体现在能够融合智能电网、广域测量、人工智能预测等先进技术,实现多时间尺度的精准平衡,并推动储能、需求响应等分布式资源通过市场机制参与系统调节,从而适应高比例新能源接入下的运行需求。