中国科学院老科学技术工作者协会

简 报

﹝2025﹞ 第一三二期（总第1315期）

中国科学院老科协办公室      2025年9月22日

中国科学院老科协电工所分会举办

“新能源主导的电力系统稳定控制的相关科学技术问题”

学术沙龙

2025年9月11日，中国科学院老科协电工所分会在所内南院3号楼201会议室成功举办“新能源主导的电力系统稳定控制的相关科学技术问题”学术沙龙活动。本次活动由中国科学院老科协主办，中国科学院离退休干部工作局支持，院老科协电工所分会承办，旨在聚焦新能源高比例接入背景下电力系统稳定控制的关键科学技术难题，通过多学科交流碰撞思想、凝聚共识，为推动我国新能源电力系统技术创新与产业发展提供智力支撑。

中国科学院老科协原副理事长桂文庄、副理事长曹以玉、办公室主任黄玉萍，力学所分会理事长陈宏出席活动。电工所党委副书记、副所长马衍伟，人事教育处处长王婷婷，科技处副处长杨昕瑞，电工所原所长孔力研究员等所内领导与老专家，以及所老科协的理事和电网技术研究部老师共计32人参与学术交流。活动由电工所分会理事长张亚彬主持。

张亚彬详细介绍了本次沙龙的背景与意义，强调学术交流对传承科研精神、推动技术创新的重要价值。指出：当前我国新能源发展已进入快车道，风电、光伏等新能源装机占比已达35%，按照规划2030年这一比例将突破50%。然而，新能源的快速增长也带来了严峻挑战。国内外多个新能源高比例地区频繁出现电力系统震荡，甚至引发大面积停电事故。现有分析方法难以揭示震荡机理，虚拟同步机技术控制能力薄弱，传统电力系统稳定理论因物理量消失而失效，新能源变流器的动态特性缺陷与复杂网络耦合进一步加剧了解决问题难度。我院已立项先导B专项，由电工所牵头，联合中国科学技术大学数学学院、中国科学院大学数学学院等单位，通过电气、数学、人工智能交叉融合寻求突破。本次沙龙正是为促进该领域的深度交流而举办，希望通过专家分享与研讨，为相关研究提供新思路。

马衍伟在致辞中指出，新能源主导的电力系统稳定控制是“双碳”目标下的重要课题，既是挑战也是机遇。电工所去年获批首项自主主持的先导专项，彰显了在该领域的科研实力。他表示，研究所将一如既往支持老科协活动，为学术交流与成果转化提供保障，期待本次沙龙能碰撞出更多思想火花，推动相关研究迈向新高度。

电工所电网技术研究部主任裴玮研究员作了题为《新能源主导的新电力系统稳定控制理论》的主旨报告。他从新能源发展的现实矛盾切入：2017-2024年新能源装机高速增长期间，火电装机与发电比例未降反升，2023-2024年火电发电占比甚至有所上升。他指出，若按当前增速，新能源装机占比理论极限仅为66%，与碳中和目标要求的80%以上装机占比、60%以上发电量占比相去甚远。

新能源高比例接入引发的震荡事故频发，暴露出稳定控制技术的短板。源网荷储一体化基地建设因储能需求巨大、电压频率自主控制困难而举步维艰，至今尚无真正以新能源为主体的基地建成。

针对这一困境，裴玮介绍了先导专项的研究框架：通过多学科交叉，从非线性动力学与复杂网络角度解析震荡机理，用数学图论优化网络结构，探索新能源变流器自主控制电压频率的新方式。

他分享了初步研究成果：通过映射性方法提取震荡幅值，可替代功角分析系统稳定性；控制电压频率的新能源变流器占比需超1/3才能保障系统稳定；探索出弹簧振子二阶方程控制、卫星同步变流器等创新技术路径，性能优于传统模拟同步机方法。

新理论体系的建立可能需要20-30年，就像传统电力系统理论的形成历程。裴玮表示，当前研究仍处探索阶段，期待多学科协作推动突破。

北京交通大学电气学院副院长王小君教授作《新型电力系统、新型配电系统与人工智能》邀请报告。他回顾了人工智能的发展历程：从1943年人工神经网络概念提出，到1956年达特茅斯会议确立学科，再到2006年深度学习突破、2022年生成式AI爆发，人工智能已从简单模型演进为复杂智能系统。重点介绍了人工智能在电力系统中的三类应用：分类问题（如故障诊断）采用深度学习，回归问题（如负荷预测）依赖长短时记忆网络，优化问题（如调度决策）则以强化学习为主。结合团队项目，他详细阐述了技术落地的创新实践：

在配电网故障诊断中，针对故障电流小、新能源扰动大的难题，利用图神经网络适应网络重构，结合迁移学习、元学习解决小样本与数据差异问题，通过云端模型与本地训练结合提升诊断精度；在综合能源负荷预测中，设置共享层模拟用户在电、气、热间的能源转换，提高多能源协同预测准确性；在优化调度中，采用约束强化学习处理多变量与复杂约束，结合联邦学习保护数据隐私，实现群体优化。

王小君也指出了人工智能应用的挑战：可解释性与性能的矛盾制约实时调度应用，小样本问题、多源数据融合难度大。他建议通过构建虚拟系统模拟工况、加强跨领域合作等方式推动技术成熟，展望了大小模型协同、人机交互进化的未来方向。

与会专家围绕核心议题展开热烈讨论，从理论、技术、应用等多维度提出见解与建议。

孔力结合亲历的新能源发展历程指出，从分布式能源研究到新能源主导系统，电力系统正在经历根本性变革，必须建立新的理论框架。他建议加强与数学、控制学科的深度融合，将先导专项的研究成果与工程实践紧密结合。

陈宏从跨学科视角提出，新能源电力系统的非线性特性与复杂网络动力学有共通之处，可借鉴力学领域的非线性分析方法，比如用动力系统的分岔理论解释震荡机理，多学科交叉不应停留在表面，而要实现理论工具的深度融合。

桂文庄关注成果转化问题，他指出，科研不仅要解决理论难题，还要考虑产业需求，同步调相机作为过渡手段成本高，新型变流器的研发需兼顾性能与经济性，邀请电力企业参与后续研究，加强产学研协同。

专家们还就稳定判据、国际合作、人才培养等问题交换意见，形成诸多共识：需坚持多学科交叉不动摇，注重理论与实践结合，推动科研成果从实验室走向产业界。

曹以玉高度评价了本次沙龙，认为体现了在新能源领域的科研前瞻性与责任担当。指出，新能源主导的电力系统稳定控制是国家“双碳”战略的关键支撑，也是国际科技竞争的前沿阵地。电工所牵头的先导专项抓住了核心问题，两位专家的报告展示了扎实的研究基础与创新思路。

主持人表示，将梳理本次沙龙的成果与建议，反馈给相关研究团队，为先导专项的推进提供参考。

（中国科学院老科协电工所分会供稿）