作者：文_中國電力科學研究院院長 郭劍波 

在廣袤無垠的草原上，無數高大的白色風機緩慢地旋轉著，灰色金屬質地太陽能電池板在陽光下熠熠閃爍，將大自然賦與的風能、太陽能不斷轉化為清潔電能。這些新能源的規模化發展，有效促進了我國實現經濟社會發展與生態環境保護的雙贏。10月15日，國家電網公司董事長、黨組書記劉振亞在出席第22屆世界能源大會時指出，過去十年，全球風電和太陽能發電裝機累計增長了8倍和44倍，中國增長了158倍和183倍。隨著黨的十八屆二中全會將生態文明建設提升到與社會主義經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設同等高度，新能源的發展也因我國生態文明建設的推進得到飛速增長。

但風電、光伏受氣候和天氣條件影響，也給并網工作出了難題。以風電為例，據測算，風速變化1米／秒，一個100兆瓦的大型風電場的發電量變化最大可達22兆瓦。給電網的發、供、需實時平衡帶來巨大風險。

為更好地服務我國新能源的開發和利用，國家電網公司不斷加大新能源技術的研發力度。作為公司綜合性科研機構，中國電科院將新能源技術研究作為重要攻關方向，努力解決新能源開發的各類技術難題。研究成果廣泛應用，為公司提供大量卓有成效的技術支撐，全力助推公司電網發展方式轉變。

科技創新

讓新能源并網技術更成熟

一列電氣化火車高速通過，不遠處某大型風電場的監控室內，屏幕上的功率曲線驟然降低——場內大量風機再一次遭遇了跳閘脫網……在風電飛速發展的2011年，我國遭遇了這樣大規模風電脫網事故共8起，酒泉更連續發生3次大規模風電脫網事故，最嚴重時一次脫網風機達千余臺，從一個側面反應出新能源并網的問題在我國已十分嚴竣。

與歐洲各國不同，我國風電、光伏等新能源集中大規模開發，接入電網末端，新能源電源與電網交互影響嚴重。在國家科技部和國家電網公司的大力支持下，中國電科院組織了數百人的科研團隊著力突破風電功率預測與調度運行技術、風電機組抗擾動與安全運行技術等難題，在風電功率預測、優化調度、并網仿真和試驗檢測等關鍵技術方面取得重大突破，項目主要成果達到國際領先水平。在該研究成果的支撐下，目前我國風電功率預測系統的預測容量已占2012年并網容量的82%；風電優化調度計劃系統已應用于吉林、新疆和西北等地多個高風電穿透率電網；基于風電并網仿真平臺完成了13個省(區)、7個千萬千瓦級風電基地接納能力，以及251個風電場并網專題研究。經測算，項目成果的應用有效提高了我國風電受限地區的風電利用率10%以上，每年可減少棄風電量50多億千瓦時，凈增發電效益超過25億元。

與風電情況相同，大規模光伏電站的末端接入同樣對電網的有功功率平衡和優化調度帶來巨大的影響。2010年，中國電科院牽頭開展光伏發電預測技術的研究，并在此基礎上開發了光伏發電功率預測系統。目前，該系統已在三個省（區）調投入業務化運行并在多個光伏電站推廣應用，預測容量已突破100萬千瓦，預測規模居世界首位。根據運行數據統計，系統超短期預測月均方根誤差僅在10%左右，預測精度達到世界領先水平，填補了一項世界范圍的技術空白。

近年來，中國電科院在新能源領域共承擔包括國家級科技項目在內的各類科技項目近百項。在新能源并網分析與評價技術、新能源預測和氣象應用技術、新能源調度和運行控制技術、新能源發電關鍵控制裝備研發等方面均取得了豐碩成果。

在積極開展新能源科技攻關的同時，中國電科院依托具有國際領先水平的新能源設備并網檢測中心——國家能源大型風電并網系統研發（實驗）中心和國家能源太陽能發電研發（實驗）中心，開展新能源設備的檢測與研發，2009年以來，累計完成50余個制造商150余種型號風電機組的試驗與檢測，覆蓋全部國內的量產機型；完成79座各類光伏電站，共計311個測試子項的檢測，有效防止了大型風電、光伏電站脫網事故的發生。

兩個中心的設計能力不僅適用于檢測，還可作為研發平臺支持我國新能源設備技術的試驗研發，對于提升我國風電和光伏制造業整體水平意義重大。以風電行業為例，在檢測的同時，中國電科院與國內制造廠商充分分享檢測成果，研究改進措施，不斷促進國產設備的技術進步。2010年，我國通過低電壓穿越檢測的機型，主控系統和變流器均為國外產品或采用國外技術。三年多來，在各生產廠商與中國電科院的共同努力下，檢測通過機型的主控系統國產化比例已達66.7%，變流器國產化比例達55.1%。一些廠家的主流機型主控系統和變流器已實現全部國產化。此外，由于兩個中心的檢測報告均得到國際認證機構互認可，可最大限度地支持國內設備制造商產品打入國際市場。

當前，中國電科院在新能源領域的整體技術水平已獲得了國際業界的認可。2013年3月國際電工委員會（IEC）成立的“大容量可再生能源發電接入電網”技術分委會秘書處就設在國家能源大型風電并網系統研發（實驗）中心，這對于我國爭取新能源行業的國際話語權具有重要意義。

分布式能源

微電網讓用電不再成問題

嚴格的測試和周到的服務讓風電機組、光伏發電站等眾多設備更安全可靠地發揮作用，也為大規模新能源基地替代傳統能源提供了保障。然而，在我國西北人煙稀少遼闊地域內,一些牧民仍然居無定所，遷徙頻繁，這時候零散的新能源配置就成為了有益補充，滲透至傳統送電方式所不能及的地區。

分布式能源和微電網技術可極方便地解決偏遠或人口稀少地區能源供應問題。近年來，公司已建設若干分布式電源并網及微電網示范工程。在公司部署下，中國電科院大力開展新能源技術在分布式能源和微電網技術的研發應用。在2011年開工建設的呼倫貝爾市陳巴爾虎旗赫爾洪德生態移民新村建設智能電網項目——“分布式發電/儲能及微電網接入控制試點工程”中，中國電科院發揮了強大的科技支撐作用。通過該工程建設，取得了在農村配電網建設中分布式電源、儲能與微電網接入控制和能量優化等關鍵技術的重大突破，自主研發了微電網集中控制器、分布式電源/微電網并網控制和能量管理系統等核心軟硬件系統，申請了1項國際專利、5項國內專利，形成的標準、規范涵蓋了從試點工程規劃、設計、設備選型、安裝、投運、運行、維護、檢修等各個環節。

此外，在一些偏遠牧區和無電地區，中國電科院還依托公司科技項目“農網光伏電站綜合技術研究及示范”，大力推動移動光伏發電系統的應用。這種新技術可以解決廣大游牧牧民用電問題，也可用于其他未通電地區的供電解決方案，同時還可以作為一種臨時電源廣泛應用于野外作業、搶險救災等特殊環境。

依托眾多示范工程，經過多年的科技攻關和工程實踐，中國電科院目前已在分布式新能源發電并網及微電網技術等領域積累了大量技術儲備，為公司解決分布式電源并網和微電網技術難題提供強有力的技術支撐。