近年來,分布式新能源正以前所未有的速度出現在中國的城鄉各處。這種分散在用戶側、規模相對較小的新能源,它們雖然單個容量不大,但加起來總量驚人。2022年,中國分布式光伏新增并網容量就超過了5100萬千瓦,比集中式光伏新增的還要多。
當越來越多的電力從無數個分散的點注入電網,傳統大電網的“感知”和“計算”方式開始面臨挑戰。在有些省份,分布式新能源的裝機占比已超過新能源總裝機的一半,高峰時出力能占到當地總用電負荷的近30%。

這帶來的不全是好消息,電網調度運行的復雜度增加了,安全穩定分析也變得更困難。澳大利亞、美國等地都曾發生過與分布式新能源相關的電網事故。
問題的關鍵在于,在大電網的仿真分析中,很難把成千上萬個分散的、接入低電壓等級的小電源一個個都建模仿真出來。過去常用的辦法,是把分布式新能源的發電量簡單視為“負的負荷”,從總負荷中扣除。但在新能源滲透率高的地區,這種粗糙的處理方式很容易導致分析結果偏離實際,可能掩蓋真實的風險。
也有一些研究嘗試用“總體測辨法”,即通過收集電網實際運行數據來反推等值模型。這類方法雖有一定效果,但需要大量、尤其是大擾動下的數據,在實際工程中很難獲取。而且得到的模型參數往往缺乏明確的物理意義,容易出現多解或過擬合,不太受一線工程師的青睞。

那么,有沒有更貼近工程實際需求的解決方案呢?
電網安全全國重點實驗室(中國電力科學研究院有限公司)的蘭天楷、孫華東等,提出了一種名為“有源綜合負荷模型”的建模新思路。這個模型的出發點很明確,既要能相對準確地反映含高比例分布式新能源的配電網在大電網側表現出的整體特性,又要便于在省級乃至全國級大電網仿真中實際應用。