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完成单位：清华大学

主要完成人：耿华、何秀强、周宏林、杨耕、肖帅、马少康

项目亮点

项目建立了新能源发电装备暂态稳定理论，攻克了电网故障工况下新能源装备故障穿越能力不清、暂态稳定机理不明、暂态致稳控制缺失等科学难题，为保障新能源装备暂态稳定运行奠定了理论基础。

项目介绍

新能源发电装备在电网故障扰动下的安全稳定运行是长期困扰业界的难题，也是制约我国新能源发展的主要瓶颈。项目面向新能源发电装备暂态稳定运行难题，历经十多年持续攻关，取得重要理论突破。主要科学发现如下：

1. 提出了新能源装备故障穿越能力评估方法。建立了描述半耦合及非耦合式新能源装备暂态可控域的非线性动态优化模型，提出了新能源装备故障穿越能力的量化评估方法，发明了两类装备适应不同故障类型的故障穿越控制方法，解决了新能源装备故障穿越能力评估和控制难题，为故障穿越导则的科学制定、故障穿越控制策略的优化设计提供了理论依据。

2. 建立了新能源并网装备暂态稳定分析理论。建立了描述新能源装备与电网同步行为的暂态同步稳定分析模型，提出了暂态同步稳定分析方法，揭示了暂态同步稳定机理，辨识了暂态同步稳定边界，攻克了新能源并网装备暂态同步稳定机理不明的难题，为同步相关的暂态稳定机制的认知理解、暂态致稳控制的设计提供了理论基础。

3. 提出了新能源并网装备暂态致稳控制策略。创建了电网同步相位检测方法的广义设计框架，发明了快速精准的电网同步相位检测技术，建立了新能源装备“单机自律-多机协同”的控制架构，相应提出了自律、协同的暂态致稳控制策略，提升了新能源装备和场站的暂态同步稳定性能，为解决新能源场站大规模脱网的难题提供了新思路。

7篇英文代表作Google Scholar引用1274次、WoS核心合集他引721次；1篇中文代表作中国知网他引121次；施引者含麻省理工学院、帝国理工学院、奥尔堡大学、美国国家标准与技术研究院、ABB等知名机构的30余位院士、IEEE Fellow等专家学者；入选ESI高被引论文2篇。获国际权威期刊IEEE Trans. Energy Convers.最佳论文奖，出版国内首部新能源装备故障穿越技术专著《新能源并网发电系统的低电压穿越》，获首届“电力电子新技术系列图书”优秀作者，牵头制定首部由我国主导的新能源装备建模IEC国际标准，有力提升了我国在该领域的国际话语权。

项目图片

图1：新能源装备非线性动态优化模型、暂态可控域量化评估及故障穿越控制策略

图2：新能源并网装备暂态同步稳定分析模型、稳定机理和稳定边界

图3：新能源并网装备锁相环广义设计框架、多装备暂态稳定自律-协同控制架构

完成单位介绍及对项目的贡献

清华大学建有“电力系统及发电设备控制和仿真全国重点实验室”、“北京市国家信息技术研究中心”国家级研发平台以及节能增效智能化技术与装备教育部工程研究中心等省部级平台，作为项目第一完成单位，组织项目团队，聚焦新能源发电装备暂态稳定理论与控制方法，进行了长期科研攻关，取得了基础性、系统性和原创性的成果，突破了故障工况下新能源装备故障穿越能力不清、暂态稳定机理不明、暂态致稳控制缺失等国际性难题，有力地推动了新能源并网控制技术的进步，并促进了电力电子、新能源、电力系统等学科的融合发展。

第一完成人简介

耿华 教授

清华大学

耿华 博士，清华大学长聘教授、清华大学电工电子实验教学中心主任、自动化系副主任。2003年于华中科技大学获学士学位，2008年于清华大学获博士学位，2008.10-2010.5，在加拿大Ryerson大学从事博士后研究工作，2010.6至今，在清华大学自动化系从事电力电子与多能源系统相关教学科研工作。主持国家重点研发计划专项项目、国家自然科学基金重大集成项目课题、优青、重点等科研项目；出版科学著作1部，发表论文200余篇；授权中国发明专利30余项；获IEEE PELS 可持续能源系统技术成就奖、中国青年科技奖、国家科技进步二等奖1项、国家高等教育教学成果二等奖1项、省部级科技奖励5项；当选教育部长江学者特聘教授、IEEE Fellow、IET Fellow。担任IEEE Trans. on Sustainable Energy候任主编（2024~），2022IEEE SPIES大会主席、IEC SC8A新能源建模工作组召集人，中国电源学会常务理事、青年工作委员会名誉主任、新能源电能变换技术专委会副主任等。