一、问题背景：新型电力系统面临惯量管理新挑战 随着"双碳"目标加快，以风电、光伏为代表的新能源装机规模持续扩大，电力系统正加速向"双高"形态演进——即高比例可再生能源与高比例电力电子设备并存；此转变在推动能源结构绿色化的同时，也给电网安全稳定运行带来新的技术难题。 传统电力系统依赖同步发电机组的旋转质量提供系统惯量，以抵御频率波动、维持电网稳定。然而，风电、光伏等新能源机组通过电力电子变换器并网，天然缺乏惯量支撑能力。随着新能源渗透率不断提升，系统等效惯量持续下降，且受出力随机性影响，惯量水平在不同时段、不同场景下呈现大范围波动态势，给电网频率调节和安全运行带来显著压力。 二、技术路径：多模型协同构建评估体系 针对上述问题，华北电力大学联合国网福建省电力有限公司及其电力科学研究院、国家电网有限公司，共同研发并申请了一项名为"考虑惯量大范围波动的双高电力系统日前运行风险评估方法、装置、设备及介质"的发明专利，公开号为CN121584564A，申请日期为2025年11月。 据专利摘要披露，该方法的核心在于构建一套多模型协同运作的评估框架。具体而言，研究团队引入场景生成模型与随机机组组合优化模型，通过模拟风电、光伏出力的多种可能场景，同步生成对应的机组启停决策方案，从而在调度计划制定阶段即实现对不确定性的系统性捕捉。 在此基础上，该方法依据机组设备参数，对不同时段内N-1故障（即单一设备退出运行）的概率分布进行精细化计算，并结合机组启停状态，分别测算系统在各时段所需的最小惯量需求与最大惯量需求，以及可供调配的固定惯量与可调节惯量。最终，通过对惯量供给与需求的动态比对，量化评估惯量供给不足风险与惯量供给过剩风险，为调度人员提供直观、可操作的决策参考。 三、技术价值：填补日前调度阶段评估空白 从技术层面看，该专利的创新意义主要体现在两个维度。 其一，实现了惯量风险的精细化量化。现有研究多聚焦于实时或短期时间尺度的频率稳定分析，对日前调度阶段的惯量风险评估关注相对不足。该方法将惯量评估前移至日前计划环节，有助于在调度决策形成之初即规避潜在风险，从源头提升电网运行安全裕度。 其二，兼顾了确定性与不确定性因素的综合影响。该方法将机组固有属性等确定性参数与故障发生时间等随机性因素有机结合，构建出更贴近实际运行状态的评估模型，增强了风险评估结果的准确性与可靠性。 四、行业影响：助力新型电力系统调度能力提升 从行业发展视角审视，该专利的申请具有较强的现实针对性。当前，我国新能源装机规模已连续多年位居全球首位，部分省份新能源发电量占比持续攀升，电网惯量管理问题日益凸显。国家层面亦已将惯量支撑能力纳入新型电力系统建设的重要议题，有关技术标准和政策规范正在加快研究制定。 华北电力大学作为国内电力领域顶尖高校，长期深耕电力系统安全稳定运行研究；国家电网作为国内最大的电网运营主体，在新型电力系统建设中承担核心责任。双方联合开展技术攻关，有助于推动科研成果向工程实践转化，为电网调度机构提供更为精准的技术工具。 五、前景展望：惯量管理技术有望加速落地应用 随着新能源渗透率更提升，惯量管理将成为新型电力系统调度运行的关键技术方向之一。业界预计，未来围绕虚拟惯量控制、惯量市场机制设计、惯量实时监测等领域的技术研发将持续深化，相关专利布局也将进一步密集。 该专利若顺利获批并推广应用，有望在省级及以上电网调度系统中发挥实际效用，为电力调度人员在制定日前发电计划时提供更为全面的风险量化支撑，进而提升电网应对大规模新能源波动的整体韧性。
电力系统安全稳定的关键往往在于细节。在"双高"时代，惯量不再是自然存在，而是需要科学配置；通过日前风险评估，将不确定性纳入统一框架、将安全需求转化为量化指标，既是保障电网稳定运行的实际需要，也是推动新型电力系统向更高韧性和效率发展的重要一步。