中國儲能網(wǎng)訊：
畢亞雄 中國職工技協(xié)電力專委會名譽會長
方九兵 南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)集團有限公司
2020年9月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上首次提出“雙碳”目標(biāo)，并在中國共產(chǎn)黨與世界政黨領(lǐng)導(dǎo)人峰會提出，中國將為履行“雙碳”目標(biāo)承諾付出極其艱巨的努力。2021年3月，習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)委員會第九次會議上，首次提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。黨的二十大明確“立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動”“加強能源產(chǎn)供儲銷體系建設(shè)，確保能源安全”，提出“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”。
建設(shè)新型電力系統(tǒng)是電力行業(yè)落實“雙碳”目標(biāo)的重要任務(wù)。未來，新型電力系統(tǒng)發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)的功能定位和特性將發(fā)生重大調(diào)整，系統(tǒng)的發(fā)展也將面臨諸多挑戰(zhàn)和需要研究解決的問題。
一、完整全面認識新型電力系統(tǒng)
2021年中央財經(jīng)委員會第九次會議提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)以來，社會各界從不同視角對新型電力系統(tǒng)進行了大量研究和論述，形成了豐富的研究成果，但眾說紛紜，尚未形成統(tǒng)一認識。關(guān)于新型電力系統(tǒng)的典型特征，我理解必須從（電力）電網(wǎng)物理形態(tài)和（市場）價值形態(tài)兩個維度去定義。也就是說，新型電力系統(tǒng)在物理形態(tài)上是新的，在市場（體制機制）上應(yīng)有相應(yīng)的配套，也是新的。
（一）物理形態(tài)：多能協(xié)同互補、源網(wǎng)荷儲互動、多元負荷融合
在物理形態(tài)方面，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)出多能協(xié)同互補、源網(wǎng)荷儲互動、多元負荷融合等典型特征。
1. 電源側(cè)，多能協(xié)同互補開新局
“雙碳”目標(biāo)下，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展前景廣闊，煤電、氣電等化石能源發(fā)展限制因素增多。此消彼長之下，新型電力系統(tǒng)中的新能源占比將大幅提高。例如，習(xí)近平總書記在氣候雄心峰會上宣布到2030年我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機將達到12億千瓦以上，這一目標(biāo)已超過2020年我國煤電裝機規(guī)模，而且未來新能源發(fā)電裝機規(guī)模很可能大大超過該數(shù)值。
新能源占比的極大提高，將徹底改變各類電源在電力系統(tǒng)中的功能定位和作用。風(fēng)光等新能源發(fā)電將從提供電量補充逐步向提供電量支撐的主要電源轉(zhuǎn)變；水電和核電基礎(chǔ)性電源的性質(zhì)不變；煤電逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┤萘繛橹?、電量為輔的電力安全穩(wěn)定支撐和備用保障電源；氣電承擔(dān)更多的調(diào)節(jié)性和保障性責(zé)任；抽水蓄能除了承擔(dān)削峰填谷、應(yīng)急調(diào)節(jié)作用外，將增加更多儲能能力，保障新能源連續(xù)多日出力下降的電力供應(yīng)；電化學(xué)儲能將逐步成為重要“電源”。
同時，風(fēng)、光等新能源資源“天熱無風(fēng)”“云來無光”，靠天吃飯?zhí)卣髅黠@，具有隨機性、間歇性、波動性等固有特性。新能源占比提高將極大增加電源側(cè)的不可控性，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)多種電源簡單疊加的形態(tài)將不再適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的要求，風(fēng)光互補、新能源+水電、新能源+儲能、新能源+氫能、風(fēng)光水火儲一體化等多元協(xié)同開發(fā)模式不斷涌現(xiàn)，充分發(fā)揮水、火、核、風(fēng)、光、儲等元素的協(xié)同互補作用，實現(xiàn)多時間尺度優(yōu)化配置。
2. 負荷側(cè)，多元負荷融合育新機
分布式電源、用戶側(cè)儲能、電動汽車反向放電、虛擬電廠等逐步應(yīng)用推廣，進一步解放用戶，部分負荷由“純用戶”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半娏Ξa(chǎn)消者”。同時，用戶用能自主選擇權(quán)將得到充分釋放，從單一供用電模式向電、熱（冷）、氣（氫）等多元化能源消費和多樣化服務(wù)需求發(fā)展。產(chǎn)銷一體、多元互動的全新需求模型，推動電力系統(tǒng)與多種基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)高度融合發(fā)展，實施“綠色替代”“電能替代”，建立以電能為核心的綜合能源服務(wù)體系，節(jié)能減排效益大幅增加，能源利用效率持續(xù)提高。
3. 電網(wǎng)側(cè)，源網(wǎng)荷儲互動譜新篇
電力是可再生能源最為便捷高效的利用方式，“云大物移智鏈”、智能一體化調(diào)控、大容量直流輸電、柔性互聯(lián)與控制、新材料等技術(shù)將在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)作為清潔能源資源優(yōu)化配置平臺的核心地位將不斷增強，推動“源隨荷動”向“源荷互動”轉(zhuǎn)變。
與之配套，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將向“主干電網(wǎng)+中小型電網(wǎng)及微型電網(wǎng)”柔性互聯(lián)形態(tài)發(fā)展，輸電網(wǎng)網(wǎng)架向“合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、安全可控、開放互濟”的形態(tài)轉(zhuǎn)變，配電網(wǎng)具備更高的靈活性和主動性，適應(yīng)儲能、負荷開放接入和雙向互動，微電網(wǎng)和用戶需求響應(yīng)技術(shù)廣泛應(yīng)用，靈活可調(diào)資源參與電網(wǎng)互動增強，儲能發(fā)揮不同時間尺度的系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)作用。
與此同時，電網(wǎng)作為承載新型電力系統(tǒng)的重要平臺，將充分發(fā)揮數(shù)字電網(wǎng)強大的“電力+算力”，使電網(wǎng)具備超強感知能力、智能決策能力和快速執(zhí)行能力，傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度采用的“集中式發(fā)電調(diào)整”也逐步升級為“源網(wǎng)荷儲一體調(diào)控”，支撐新型電力系統(tǒng)安全高效運行。
（二）價值形態(tài)：高度發(fā)達的電力交易市場、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的價格形成機制
新型電力系統(tǒng)將包括新能源、儲能、調(diào)節(jié)性電源、微電網(wǎng)和“電力產(chǎn)消者”等豐富的市場主體，各市場主體的特性各不相同，推動源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)發(fā)生深刻變化，相應(yīng)的市場機制和價值機制也需要更新迭代，逐步建立高度發(fā)達的電力交易市場和協(xié)調(diào)統(tǒng)一的價格形成機制，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供堅實的機制保障。
1. 要有電力市場配合
需要構(gòu)建開放統(tǒng)一的電力市場，逐步完善交易機制，豐富交易品種，打破交易區(qū)域壁壘，為抽水蓄能、儲能、虛擬電廠等不同類型，以及區(qū)內(nèi)外等不同地域市場主體提供公平準(zhǔn)入、平等競爭、自主選擇的交易機會，充分發(fā)揮市場無形的手的基礎(chǔ)性調(diào)節(jié)作用，推動在更大范圍內(nèi)優(yōu)化資源配置。此外，除了電力市場本身的中長期市場、現(xiàn)貨電能量市場、輔助服務(wù)市場等交易機制不斷成熟完善外，綠色電力交易與綠證交易、碳排放權(quán)交易等也將更加有效銜接和協(xié)同發(fā)展。
2. 要有相適應(yīng)的調(diào)節(jié)電價機制
一是能源電力上下游各環(huán)節(jié)價格形成和成本疏導(dǎo)機制持續(xù)健全，煤電電量市場化交易電價和應(yīng)急保供容量補償機制逐步建立，儲能容量成本回收電價有效保障，輸配電價格機制靈活性提升。二是新能源發(fā)電成本、配套保障電源增加成本和額外增加的電網(wǎng)投資等成本得到合理疏導(dǎo)。三是調(diào)節(jié)電價體系更加完善，電量電價、容量電價、應(yīng)急備用電價、豐枯電價、峰谷電價、尖峰電價等協(xié)同配合、規(guī)范統(tǒng)一，公平反映電量、容量、調(diào)節(jié)能力等不同類型資源的真正價值，充分調(diào)動市場主體的積極性，滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行對調(diào)節(jié)資源等的需求。四是各地電力市場價格規(guī)則統(tǒng)一規(guī)范，有效保障送受端省區(qū)電力供需平衡，區(qū)域內(nèi)外各市場主體間的利益平衡通過電價機制有效協(xié)調(diào)，提高全社會經(jīng)濟效益。
二、我國新型電力系統(tǒng)的特征及案例分析
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)必須從我國國情的實際出發(fā)，與資源稟賦相適應(yīng)。南方區(qū)域能源資源呈現(xiàn)“富煤、貧油、少氣”，水力資源相對豐富等特點，決定了煤電和水電的基礎(chǔ)性地位。與此同時，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，新能源占比需要不斷提高，但新能源隨機性、間歇性、波動性等缺陷又使其需要依賴傳統(tǒng)能源的調(diào)節(jié)性支持。因此，綜合能源轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢和南方區(qū)域的資源稟賦特點，我們認為新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)“煤電和水電為主要基礎(chǔ)支撐，核電和氣電為重要補充，風(fēng)能太陽能等新能源發(fā)電為增量主體”的典型特征?，F(xiàn)階段，我們以南方電網(wǎng)轄區(qū)舉例，介紹三個新型電力系統(tǒng)的典型場景。
（一）陽江區(qū)域
陽江市地處珠江口西岸都市圈，部署有廣東省重要能源電力基地、國家新能源基地、國際風(fēng)電城、千億級合金材料產(chǎn)業(yè)基地等，正逐步成為粵港澳大灣區(qū)西側(cè)能源中心。陽江市有豐富的海上風(fēng)電資源及沿海核電和煤電廠廠址資源，具有建設(shè)大型風(fēng)電基地、大型核電基地、大型火電基地的潛質(zhì)。但與此同時，陽江新能源發(fā)展也面臨較大挑戰(zhàn)，一是已核準(zhǔn)的海上風(fēng)電1000萬千瓦，正在申請增加的深海區(qū)海上風(fēng)電1000萬千瓦，預(yù)計國管海域還有可開發(fā)的海上風(fēng)電2000萬千瓦以上，大規(guī)模海上風(fēng)電集中開發(fā)存在較大的并網(wǎng)輸送壓力；二是陽西、陽春地區(qū)由于光照條件好、地價有優(yōu)勢，各方光伏投資意愿強烈，近兩年收到業(yè)主的并網(wǎng)意向咨詢較多，預(yù)計至2025年還有潛在光伏接入需求200萬千瓦，遠超當(dāng)?shù)叵{能力，地方激增的中小規(guī)模新能源消納與送出問題較突出。
基于此，2021年8月4日，南方電網(wǎng)公司年中工作座談會提出將陽江市初步遴選為“海上風(fēng)電+儲能”新型電力系統(tǒng)示范區(qū)。2021年11月11日，廣東省政府和南方電網(wǎng)公司聯(lián)合印發(fā)《廣東省構(gòu)建新型電力系統(tǒng) 推動電力高質(zhì)量發(fā)展行動方案（2021—2025年）》，明確提出打造陽江清潔能源基地新型市域電力系統(tǒng)示范區(qū)。2021年12月中共陽江市第八次代表大會提出建設(shè)“廣東（陽江）國際風(fēng)電城”“國家新能源基地”。
根據(jù)《陽江供電局加快推進全域新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)行動方案》，到2025年，陽江電網(wǎng)全面建成新型電力系統(tǒng)示范區(qū)。屆時，將建成沙扒、青洲、帆石等海上風(fēng)電基地1000萬千瓦，陽江核電652萬千瓦，陽西電廠等大型火電500萬千瓦，陽江抽蓄120萬千瓦，以及陸上風(fēng)電112萬千瓦，光伏300萬千瓦，形成“煤電+核電+海風(fēng)+儲能”的新型電力系統(tǒng)典型形態(tài)，非化石能源電量占比達到80%。
（二）金沙江流域
金沙江流域水電資源、風(fēng)光新能源資源豐富。水電方面，金沙江中下游（云南段）自上而下依次為龍盤、兩家人、梨園、阿海、金安橋、龍開口、魯?shù)乩?、觀音巖、烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩等12座電站，合計裝機容量4356萬千瓦（省界界河電站均僅算一半）。除龍盤、兩家人處于前期勘測設(shè)計階段外，其余電站均已投產(chǎn)發(fā)電，其中烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩等電站均為具有季調(diào)節(jié)能力的巨型水電站，已形成梯級水電調(diào)節(jié)格局。風(fēng)光發(fā)電方面，金沙江中游流域水電基地周邊風(fēng)、光開發(fā)潛力約3170萬千瓦，主要分布在迪慶、麗江、大理、怒江等市州，下游流域水電基地周邊風(fēng)、光開發(fā)潛力約725萬千瓦，主要分布在昆明、昭通、曲靖、楚雄等市州。根據(jù)云南風(fēng)光水儲一體化發(fā)展規(guī)劃，“十四五”期間將沿金沙江流域市（縣）開發(fā)風(fēng)電470萬千瓦、光伏1000萬千瓦，同時，或?qū)⑼苿优渲秒娀瘜W(xué)儲能250萬千瓦，建成風(fēng)光水儲靈活調(diào)節(jié)一體化體系，形成“水電+光伏+風(fēng)電+儲能”的新型電力系統(tǒng)典型形態(tài)。
（三）藏東南清潔能源基地
按照國家電力規(guī)劃，“十四五”期間，將建成藏東南至大灣區(qū)的輸電線路，建成后將成為“水電+風(fēng)電+光伏+儲能+遠距離高比例可再生能源特高壓（多端）柔性直流輸電”的新型電力系統(tǒng)典型形態(tài)。
三、新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定面臨的挑戰(zhàn)
隨著可再生能源接入電力系統(tǒng)的比例不斷提高，并網(wǎng)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定將產(chǎn)生較大影響。
一是風(fēng)機等新能源設(shè)備轉(zhuǎn)動慣量等效差，耐受過流、過壓、低壓等擾動能力，難以對系統(tǒng)提供與同步機相當(dāng)?shù)闹鲃又文芰Γ瑢?dǎo)致系統(tǒng)故障后頻率、電壓變化指標(biāo)惡化，甚至引發(fā)連鎖故障。新能源接入容量和出力比例達到一定規(guī)模后，系統(tǒng)頻率和電壓穩(wěn)定問題將超過傳統(tǒng)的功角穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定問題，成為系統(tǒng)主導(dǎo)穩(wěn)定問題。迫切需要新能源設(shè)備為系統(tǒng)提供必要的頻率、電壓主動支撐能力。2019年8月9日英國大停電事故就是發(fā)生在典型的新能源高滲透率場景中，因常規(guī)機組開機減少、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量下降，從而導(dǎo)致故障后系統(tǒng)頻率變化率超過限值，進而引發(fā)海上風(fēng)電機組大量連鎖脫網(wǎng)。2021年，貴州某地區(qū)對外聯(lián)絡(luò)的線路跳閘后，形成的孤網(wǎng)系統(tǒng)中全部是新能源機組，因無法建立穩(wěn)定的頻率，孤網(wǎng)最終全停。
二是不同型號的風(fēng)機其控制結(jié)構(gòu)與控制算法復(fù)雜多樣，設(shè)備并網(wǎng)性能各異，缺乏有效的源網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化。風(fēng)電及送出直流中的大量電力電子設(shè)備在系統(tǒng)故障期間表現(xiàn)出低電壓穿越、換相失敗等強非線性行為，動態(tài)變化路徑復(fù)雜，協(xié)調(diào)控制困難。大量海上風(fēng)電接入負荷中心的外圍電網(wǎng)，加劇輸電通道阻塞，或通過直流接入負荷中心，導(dǎo)致負荷中心無功電壓支撐能力下降；風(fēng)電波動導(dǎo)致的潮流大范圍流動進一步加劇穩(wěn)定問題，亟需對風(fēng)電場實施有效的源網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。以廣東粵西海上風(fēng)電送出場景為例，若風(fēng)機按照經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化的參數(shù)整定，粵西送出斷面極限可提升300—500MW。然而，設(shè)備廠家出于技術(shù)保密的原因，不愿公開詳細參數(shù)，或表示因設(shè)備能力無法按電網(wǎng)要求整定，參數(shù)優(yōu)化整定工作推進困難。
三是大量電力電子設(shè)備并網(wǎng)帶來的諧波與寬頻穩(wěn)定問題日益凸顯，尚缺少有效的分析與治理方法。電力電子設(shè)備微秒級的開關(guān)過程與傳統(tǒng)同步機毫秒、秒級的機電過渡過程相互影響，帶來全新的穩(wěn)定問題。IEEE專門為電力電子設(shè)備大量并網(wǎng)引發(fā)的寬頻穩(wěn)定問題修改了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分類標(biāo)準(zhǔn)。在運系統(tǒng)也頻繁暴露電力電子設(shè)備寬頻振蕩問題，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)運行安全。美國、歐洲電網(wǎng)中新能源電力電子設(shè)備寬頻振蕩問題時有發(fā)生。2022年5月，廣東某海風(fēng)場因高次濾波電路設(shè)計不完善，引發(fā)34臺風(fēng)機因諧波分量過高連續(xù)脫網(wǎng)，損失功率551MW。
對電力系統(tǒng)而言，安全穩(wěn)定運行是前提、是基礎(chǔ)，為保證高比例新能源接入后的系統(tǒng)安全，產(chǎn)業(yè)鏈各方應(yīng)共同協(xié)作、加大聯(lián)合攻關(guān)力度，推動實現(xiàn)“電網(wǎng)調(diào)控級—場站集控級—發(fā)電機控級”三級控制的協(xié)調(diào)互動，以滿足新型電力系統(tǒng)需要，更好地服務(wù)“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
首先是調(diào)控，也就是電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)級的控制，調(diào)度系統(tǒng)是維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的“中樞大腦”。對于調(diào)度系統(tǒng)，一是要實現(xiàn)電力系統(tǒng)全局功率的合理調(diào)配，以潮流分布最優(yōu)促進多能互補（調(diào)節(jié)）優(yōu)化調(diào)整。比如，海上風(fēng)電場多采用風(fēng)電場群匯集送出方式，在大風(fēng)氣象條件下易出現(xiàn)輸電阻塞現(xiàn)象，此時，依托上層調(diào)度系統(tǒng)進行全局調(diào)配，通過協(xié)調(diào)不同場站間出力、調(diào)節(jié)負荷及儲能站的控制，在緩解輸出線路阻塞、保障電力系統(tǒng)安全的同時，盡可能地減少“棄風(fēng)”現(xiàn)象；再比如，金沙江水風(fēng)光發(fā)電互補調(diào)節(jié)調(diào)度，就可以利用水庫調(diào)節(jié)庫容（調(diào)峰）調(diào)節(jié)互補水能風(fēng)能光伏發(fā)電特性。二是要“三補”。第一補仍然是“一次不夠，二次補”。過去的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不夠“堅強”，不足以應(yīng)對日益突出的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題，借助網(wǎng)源荷電氣二次（設(shè)備）協(xié)同技術(shù)措施來補強，從而積累了特色豐富的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的系統(tǒng)措施和成熟的（中國）經(jīng)驗?，F(xiàn)在的狀況是電網(wǎng)堅強了，卻更加復(fù)雜了，既要安全穩(wěn)定，還要精準(zhǔn)可靠，更要求電氣二次系統(tǒng)的智能化協(xié)同和“堅強”支撐。第二補是電源多能發(fā)電結(jié)構(gòu)差異，依靠“調(diào)控調(diào)節(jié)”管理和技術(shù)措施來彌補，解決短板效應(yīng)，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲互動。第三補是物理特性差異依靠市場價格機制補，充分借助電價機制推動解決“存量挖潛與多主體共責(zé)共享”“增量協(xié)同與系統(tǒng)性有序推進”等深層次的問題。要堅守系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的“三道防線”：一是繼電保護的靈敏性、選擇性、速動性、可靠性，“四性”還要更加充分滿足大量分散式發(fā)電和碎片式微網(wǎng)的接入，方顯第一道防線越發(fā)重要。二是功率平衡穩(wěn)定，以遠方切機切負荷為代表的安穩(wěn)措施和AGC/AVC多層級協(xié)同效應(yīng)等，要確保電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定。三是應(yīng)對系統(tǒng)失控，保持暫態(tài)穩(wěn)定，要充分調(diào)動發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量和調(diào)速器頻率控制效應(yīng)、發(fā)電機勵磁（變流）電力電子控制特性和功角控制效應(yīng)。三是全局協(xié)調(diào)控制技術(shù)（指令）的生成與下達。依托調(diào)度云端的自動發(fā)電控制、自動電壓控制（AGC/AVC）、在線監(jiān)測等系統(tǒng)，實時或定期向子站下達控制目標(biāo)并更新配置定值，如系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻容量不足時，面向下級子站系統(tǒng)，通過更新控制目標(biāo)，協(xié)調(diào)選定范圍內(nèi)的風(fēng)電場站投入系統(tǒng)一次調(diào)頻、慣量控制等“壓板”（“閾值”），當(dāng)系統(tǒng)頻率達到動作條件時，選定范圍內(nèi)的風(fēng)電場將主動為電力系統(tǒng)提供功率主動支撐。
其次是集控，也就是場站級的控制，海上風(fēng)電場站級功率控制系統(tǒng)起到了“承上啟下”的關(guān)鍵樞紐作用。場站級功率控制系統(tǒng)主要發(fā)揮以下作用：一是解讀調(diào)度系統(tǒng)的控制指令并實現(xiàn)本地機組間功率的合理分配。場站功率控制系統(tǒng)在接收到調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的控制目標(biāo)及控制定值后，結(jié)合本地機組運行狀態(tài)、實時氣象條件、功率預(yù)測信息、集電線路拓撲結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)點功率電壓頻率數(shù)據(jù)等，精準(zhǔn)研判全場的功率可調(diào)節(jié)裕度，合理分解上級調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的指令并實時分配至風(fēng)電機組、SVG、主變壓器等功率調(diào)節(jié)資源；二是依托場站邊緣算力，完成功率主動支撐功能?！半p碳”及新型電力系統(tǒng)背景下，風(fēng)電場站除滿足現(xiàn)有AGC/AVC控制功能外，還需重點提升電力系統(tǒng)主動支撐功能，比如通過實時監(jiān)測并網(wǎng)點頻率，判斷達到動作閾值時，快速計算全場功率變化量，與AGC控制指令相協(xié)調(diào)，并完成對機組控制指令的下發(fā)。目前，南網(wǎng)數(shù)研院所研制的“智控Plus”產(chǎn)品，具備一次調(diào)頻、慣量控制、AGC/AVC控制等邊緣控制功能，可顯著提升海上風(fēng)電場功率主動支撐能力。
最后是機控，即發(fā)電機組級的控制，發(fā)電機組是源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制指令最終的執(zhí)行單位。機組級控制一要精準(zhǔn)快速落實上級系統(tǒng)下發(fā)的控制指令。機組在接收到站控級下發(fā)的功率控制指令后，通過協(xié)調(diào)風(fēng)機主控裝置、變流控制器等控制單元，實現(xiàn)風(fēng)機的變槳、偏航、調(diào)速等控制，準(zhǔn)確且快速地執(zhí)行上級下發(fā)的功率控制要求，并實現(xiàn)機有功和無功的解耦；二要在執(zhí)行上級下達指令的同時，保障機組的安全可靠運行并充分挖掘潛力，最大限度向電網(wǎng)提供安全支持。以海上風(fēng)電為例，運行環(huán)境復(fù)雜多變，風(fēng)電機組除了準(zhǔn)確響應(yīng)站控級的功率控制指令外，還需要綜合考慮機組的抗臺風(fēng)、抗浪涌和設(shè)備健康狀況、發(fā)電（出力）質(zhì)量等約束條件，實際上是一套多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制的過程。目前，南網(wǎng)數(shù)研院牽頭的廣東省重項目“10MW及以上海上風(fēng)力發(fā)電機組主控裝置研發(fā)”，所研制的10MW級風(fēng)機主控裝置配合變流器控制器可實現(xiàn)含智能抗臺風(fēng)、發(fā)電預(yù)測、功率跟蹤、穩(wěn)定（平衡）控制在內(nèi)的多目標(biāo)協(xié)同控制功能；多主體參與、分工協(xié)作，多層級多系統(tǒng)（裝置）協(xié)同、協(xié)調(diào)運用等。
新型電力系統(tǒng)建設(shè)任重道遠。隨著新能源場站規(guī)模和接入電網(wǎng)占比不斷提高，“場站多機型、地域多結(jié)構(gòu)”的特征將更加凸顯，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來諸多挑戰(zhàn)。電網(wǎng)調(diào)控級、場站集控級、發(fā)電機控級作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的主要層級，與系統(tǒng)安全聯(lián)系緊密，電機安全、場站安全直接影響電網(wǎng)安全。在此呼吁各方，以建設(shè)高效可持續(xù)良性循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈為己任，科學(xué)保護，有序競爭，充分合作，共享資源，建立更加開放、兼容的控制系統(tǒng)，制定規(guī)范秩序，實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)、場站參數(shù)、電機參數(shù)有效交互，達到控制效率效益最大化的目標(biāo)。
