日前，“复杂电网自律—协同无功电压自动控制系统关键技术及应用”成果鉴定会在清华大学举行。据悉，这一成果极大地提高了电网运行的安全性与经济性，目前已在22个省级电网得到推广应用，一年帮助江苏电网节约近亿度电的损耗，并实现了我国先进电网控制系统对美国的首例输出，“使得中国在电压控制领域遥遥领先于世界”。
以前我国采取依靠人工、分散控制的方法，实时控制电网。在各级电网的控制中心和发电厂、变电站等地方，都有24小时值班的调度操作人员，一旦发现问题，就逐级打电话，要求相应单位进行调整。这种方式不仅耗费巨大的人力，依赖于调度人员的经验，而且并不能从有利于整个电网全局的角度做出有效的协调。
因此，让电压控制从人工走向自动，显得尤为必要——对实时采集到的电网数据进行分析，利用有效的算法形成决策，并对电网中的各类无功电压控制设备进行协调控制，以使得整个电网时时刻刻处于最佳的电压状态，保障电网运行的安全和经济。
然而，要实现系统级的自动电压控制，并不容易。首先，控制对象很复杂，尤其近年来我国风机装机容量位居世界首位，光伏装机占第二位。然而，风、光发电等可再生能源的输入是间歇性的，会引起电网电压的快速、大幅度波动，甚至诱发大规模连锁脱网事故，给安全运行带来威胁，这成为我国大规模可再生能源接入电网的主要障碍之一；第二，控制模式复杂，我国的互联大电网是由空间上分布的多级控制中心共同调度的，如何协调是难题；第三，这还是一个复杂的数学问题，本身求解起来就有难度。
“我们采用了‘自律+协同’的技术路线。控制对象复杂，我们就根据特性将其分成不同的群，做自律控制，从而使问题简化。但又不能放任每个部分各自为政，就再通过方法将他们协同起来，劲往一处使，保障电网在更大范围内实现优化的电压分布，达到全局最优的目标。”清华大学电机系教授、该成果的项目负责人孙宏斌说。
在实际应用中，这套系统能够显著降低电网输送过程中的损耗。据统计，该系统在江苏电网投运后，一年节约近1亿度电的损耗，相当于年节省开支约5000万元。美国PJM电网持续半年的运行数据也表明，该系统实现的节能降损收益约850万美元，同时，5个关键输电通道的传输极限分别提高了7.6%至16.1%，供电可靠性大大提高。“目前，中国的电网每年损耗大约是3600亿度电，相当于每人每天浪费了1度电。自动电压控制系统不需要增加任何设备投入，仅通过控制的手段就能显著降低损耗。”孙宏斌说。
