闵勇-电机系
闵勇-电机系
闵勇，教授，博士生导师，清华大学电机系主任、电力系统研究所所长。
1963年7月出生于湖北宜昌，1984年7月，清华大学本科毕业；1990年6月，清华大学，工学博士毕业；1990年7月，清华大学电机系,讲师；1995年6月至8月，应AT&T邀请赴美工作；1993年11月，清华大学电机系,副教授；1999年6月，清华大学电机系,教授；1999年10月至2002年10月，清华大学电机系柔性输配电研究所所长；2000年6月，清华大学电机系,博士生导师2004年4月至今，清华大学电机系电力系统研究所所长；2004年4月至今，清华大学学位评定委员会委员，电机系学位评定分委员会主席。
科研方向：所从事的各项课题按研究方向可分为以下几类∶1、电力系统频率动态过程分析和控制方面作为第二完成人参加的七·五国家重点科技攻关项目75-16-05-04-02子题的研究成果在国内首次成功地研究了复杂电力系统的频率动态过程机理和频率控制措施的设计方法，从理论上解决了未来三峡系统华中向华东送电的频率稳定问题，并为目前各系统中普遍存在的类似问题的解决提供了理论基础和仿真工具，受到了实际运行部门的重视。
该项研究在能源部组织的专家鉴定中被评价为具有国际先进水平。
并获得91年能源部科技进步二等奖和92年国家科技进步二等奖。
目前继续在电力系统频率分析和控制技术上进行了大量的工作，协助提出了电力系统虚拟转子测频方法和电力系统动态频率的新概念，并深入进行了电力系统频率过程机理和测量方法的研究。
同时利用所开发的电力系统中期稳定计算软件包先后协助西北电力系统、贵州电力系统、广西电力系统、广东电力系统、福建电力系统、华北电力系统、东北电力系统、四川电力系统和澳门电力公司等单位进行其频率动态过程分析和低频减载方案设计等方面的工作。
2、电厂自动化方面作为项目负责人之一及主要完成人参与了“元宝山电厂输煤程序控制系统开发”等多项大型工程项目，为改变大型火电厂中燃料和电气部分相对于热机部分的自动化程度较弱的状况进行了有益的尝试，并取得了较好的效果。
风电和光伏并网控制研究列入“863”计划
白光Ｌ 价格 持续 下滑 ＥＤ
，
两年 内将 跌５ ％ ０
高工 Ｌ Ｄ 业 研 究 所 指 出 ，受 国际 经 济 巨 变 、 Ｅ 产 Ｌ Ｄ 装 企 业 及Ｌ Ｄ Ｅ 封 Ｅ 应用 企 业 扩 展 、洗 牌 ，企 业 之 间 的
竞 争 、国际 大厂 进 军 中国大 陆 市场 等影 响 ，因此 预估 未 来 中国 的Ｌ Ｄ白光 晶粒 价 格 降 价仍 将 持续 ，不 过 ，下 降 Ｅ 速 度 将 较２ １ 年 缓 慢 。未 来２ 内 的降 幅仍 将 超５ ，预 ０１ 年 成 估２ １ 年全 年 整 体 平均 价 格 幅度 将 超 出２ ％ ，２ １年 全 ０２ ８ ０３ 年 整体 平均 价格 降幅超２ ％。 ５
质性 增长 。 苗圩指出 ： “ 明年 将 实施 新 一 代信 息 技术 、高 端装
定 ，符 合 电 网要 求 的 电能 ，并 且并 入 电 网 。我 国 已能 自
主 生产２ 兆瓦 级永磁 直驱 风力 发 电机组 ，但 与之相 配套 的 全 功率 变 流 器还 只 能依 赖进 口 ，这 严 重制 约着 国 内风 电 产 业发 展 。据 了解 ，该 成果 具 有运 行性 能 高 、功 率密 度 大 、适 应 恶 劣运行 环 境 等特 点 ，填 补 了 国 内空 白 ，相 关 创 新技 术 获 得 国家 专利 ，总体 技术 性 能指 标 达到 国际先
发 电机 组 直 接配 套并 提 供符 合 标准 的 高 品质 工频 电源 ， 可 替代 进 口永 磁 同 步直 驱式 风 力发 电配套 变 流器 系统 ，
为我 国大 容 量直 驱 式风 力 发 电变流 器 技术 国产化 与产 业
化 提供 技术 支撑 。
《 源技 术应 用 》２ １ ＃ 第 １ ２ 电 ０ ２ － ・ 期
清华大学电机工程与应用电子技术系
清华大学电机工程与应用电子技术系简报2012年第一期（总第77期）清华大学电机工程与应用电子技术系编印 2012年3月25日 学科与科研●[电机系组织完成2011年度国家自然科学基金项目的中期检查工作]1月5日，我系组织完成2009年至2011年批准立项的国家自然科学基金项目的中期检查工作。
此次中期检查涉及我系在研的国家自然科学基金项目26项。
其中重点项目2项，杰出青年基金1项，面上项目23项。
●[电机系组织完成国家自然科学基金项目的结题工作] 1月15日，我系组织完成2008年批准立项的国家自然科学基金项目的结题审查工作。
此次结题的项目共有15个。
其中重点项目2项，面上项目11项，国际合作交流项目2项。
●[电机系组织完成访问学者中期检查工作] 1月中旬，我系组织完成对访问学者陈平、盛莉老师的中期检查工作，包括安排学术报告及提交中期工作总结。
●[电机系举行“低碳电力技术联合研究中心”揭牌仪式暨第一次管委会会议] 2月24日上午，由电机系和江西省电力科学研究院联合成立的“低碳电力技术联合研究中心”揭牌仪式暨第一次管委会会议在我系举行。
该中心于2012年1月经第13次校务会议批准成立。
揭牌仪式由低碳电力技术联合研究中心主任康重庆教授主持。
科研院王治强副院长、江西省电力科学研究院吴越院长、系主任闵勇教授先后致辞并共同为该中心揭牌。
随后，低碳电力技术联合研究中心管委会主任吴越主持召开了第一次管委会会议。
江西电科院介绍了2012年重点科研领域与技术需求、电机系介绍了近年的科研项目情况，双方讨论了2012年工作计划，并一致认为，应以低碳电力技术联合研究中心为平台，全面发展双方的合作关系，形成长期合作机制。
当天参加会议的还有江西省电力科学研究院章力副院长、电机系副系主任肖曦副教授等。
●[电机系与长园集团合作成立“智能配电网调度自动化联合研究所”] 3月2日，由电机系与长园集团联合成立的“智能配电网调度自动化联合研究所”在丙所举行揭牌仪式。
浙江大学电气工程学院九十周年院庆 校友通讯
老师学生致以最崇高的敬意和最诚挚的感谢，对出席庆祝大会的各位领导、嘉宾、校友和各界朋友表示最热烈的欢迎。
庆祝大会在雄壮的国歌声中正式开始。
九十年风雨洗礼薪火相传，九十载春华秋实桃李芬芳。
大会上，电气工程学院常务副院长韦巍首先致欢迎词。
他回顾了学院九十年来的风雨历程。
他说，面对新的挑战和机遇，浙大电气人将以更加紧迫的责任感、更加前瞻的视野、更加解放的思想、更加主动的精神，始终围绕世界科技前沿和国家战略需求，大力推进自主创新，继续深化创新人才培养模式的改革，争取在人才培养、科学研究、服务地方等方面取得新的成果。
他坚信，在各级领导的正确领导下，在广大朋友的继续支持下，在全院师生的共同努力下，浙江大学电气工程学院必将英姿勃发、奋勇前行，为百年基业铸就新的辉煌。
浙江大学校长杨卫在随后的致词中充分肯定了电气工程学院在90年的办学历程中取得的令人瞩目的成绩。
他说，虽历经起落分合、风云激荡，浙大电气人终矢志不渝，为国家富强、民族解放不懈奋斗。
90年来，浙大电气人适应时代发展要求，勇于探索，创造了丰硕的成果，为国家培养了数以万计的栋梁之材。
建院90周年是电气学院发展史上的一个重要的里程碑，未来十年是电气工程教育发展新的机遇期。
希望电气学院以90周年院庆为契机，凝练学科方向、规划发展愿景，在科学研究、人才培养、社会服务等方面取得新成果，展现浙大电气人的新风采。
本次院庆活动得到了国内学术界和兄弟单位的广泛关注和支持，清华大学电机工程与应用电子技术系、中国电机工程学会等兄弟院校、用人单位、合作单位发来了贺信贺电，送来了贺礼。
院庆公告发出后，筹备委员会还陆续收到题词及字画作品40余幅，会上工作人员一一宣读了这些显示出殷殷关怀之情、拳拳关爱之意的作品，将会场气氛推向高潮。
原民建中央副主席、现全国政协常委陈明德院友在会上致词。
他深情回忆了在电机系（电气工程学院前身）求学的经历，认为学院培养了众多的优秀人才，浙大求是创新精神的熏陶，使他们得以成为各自工作岗位上的骨干。
B1_电热综合能源系统中提升灵活性的研究与实践_闵勇
功率/GW
15
5
5
05:00 10:00 15:00 时刻
* 净负荷定义为原始负荷与可再生能源发电功率之差
20:00
2017年9月27日
6
高比例可再生能源接入对系统灵活性的需求
电力系统规划核心：从电力电量平衡向灵活 性平衡转变
核心：灵活性 平衡
灵活性规划
核心：电力电 量平衡
传统电力 系统规划
电能传输、热能输运的传统分析方法
输运对象
规律
拓扑 结构
示例
电力 系统
热量 输运 系统
电能
热能载体： 工质（水）
欧姆定律
i V
x
傅里叶定律 （热量传递）
q T
y 牛顿粘性定律 （工质输送）
开环 闭环
形式上的类比性： 流＝势／阻
工质输送和热量传递同时存在 不能简单直接类比
输运对象：电能本身；热能载体 — 工质
控制系统界面：
24
电网侧电热综合调度系统（蒙西电网）
增加协调控制主站系统，将现有调度系统及厂站级能量管理系统相结合，实现 动态交互。电力系统的调度指令由调度系统下发，热力系统的调度指令由厂站级能 量管理系统下发。
25
电网侧电热综合调度系统
将电热协调调度模型嵌入智能电网调度控制系统（D5000），并与厂级 综合能量管理系统实现动态交互。电力系统的调度指令由调度系统下发，热力 系统的调度指令由厂站级能量管理系统下发。
输运特性：电能（电压）；热能（压差、温差）
16
电、热联合系统的已有研究方法
传统分析方法：互为边界、独立优化 。
不足
系统分析一般只考虑能量数量守恒，不考虑品位变化 热力系统优化结果与综合能源系统整体性能最优相矛盾
内蒙古电网西部地区安全稳定分析
内蒙古电网西部地区安全稳定分析
王青;云智彪;徐飞;王春生;闵勇;张红光
【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2006(24)1
【摘要】针对2005年年底内蒙古电网的预计方式,对西部地区的达乌环网和呼包环网进行了详细的分析研究,从潮流电压和暂态稳定两方面进行了计算,指出电网的薄弱环节和存在的问题,从网架一次结构和二次安全稳定控制方面提出了相应对策.【总页数】3页(P1-3)
【作者】王青;云智彪;徐飞;王春生;闵勇;张红光
【作者单位】清华大学电机系电力系统研究所,北京,100084;内蒙古电力(集团)有限责任公司,内蒙古,呼和浩特,010020;清华大学电机系电力系统研究所,北京,100084;内蒙古电力(集团)有限责任公司,内蒙古,呼和浩特,010020;清华大学电机系电力系统研究所,北京,100084;内蒙古电力(集团)有限责任公司,内蒙古,呼和浩特,010020【正文语种】中文
【中图分类】TM74
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1.内蒙古万薛和乌兰察布地区电网安全稳定分析 [J], 乔嘉赓;云智彪;张毅威;王春生;闵勇;万江
2.从内蒙古西部地区的电力发展探讨“三西”地区的电网规划 [J], 袁棠次;栗文义
3.斯文赫定等西北科考期间关于内蒙古西部地区气候记述--兼论上世纪二三十年代内蒙古西部地区气候的影响 [J], 董昊;崔思朋
4.内蒙古西部地区500kV电网集控管理模式探讨 [J], 赵亚强;史海峰
5.基于大数据分析的内蒙古西部地区配电网供电可靠性评估 [J], 王鹏; 计伟; 祁振华
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虚拟惯量控制响应延时对控制效果的影响分析
虚拟惯量控制响应延时对控制效果的影响分析
齐军;陈磊;闵勇;王小海;徐飞;景志滨;宋新尧
【期刊名称】《智慧电力》
【年(卷),期】2022(50)6
【摘要】电力电子接口电源通过虚拟惯量控制模拟同步机惯量响应,但控制过程存在响应延时。
全面分析了延时对虚拟惯量控制效果的影响,发现延时并非越小越好。
虚拟惯量控制可以降低频率变化率和最大频差两个指标。
响应延时增大,扰动后短
时间内平均频率变化率变大,但是,最大频差先下降后上升,并在某个延时取值处获得最优值。
而且延时增大时调频功率峰值和能量峰值均降低,控制成本更小。
虚拟惯
量控制的目标不同时,对延时的要求不同。
分析结论有助于更加全面地认识虚拟惯
量控制的效果并指导实际应用。
【总页数】7页(P1-7)
【作者】齐军;陈磊;闵勇;王小海;徐飞;景志滨;宋新尧
【作者单位】内蒙古电力(集团)有限责任公司;清华大学电机工程与应用电子技术系【正文语种】中文
【中图分类】TM732
【相关文献】
1.直驱永磁风电机组虚拟惯量控制对系统小干扰稳定性影响分析
2.双馈风力发电机虚拟惯量响应控制技术分析
3.可再生能源发电系统虚拟惯量动态控制仿真模型可
再生能源发电系统虚拟惯量动态控制仿真模型4.基于自适应虚拟惯量的孤岛VSG 频率动态响应控制5.计及虚拟惯量控制的DFIG等效惯量在线评估与响应特性分析
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基于功率预测波动性的风电场多时空尺度调度
收稿日期：２０１２－０９－０１基金项目：国家自然科学基金重大项目（５１１９０１００）；国家自然科学基金（５１０７７０７８）；国家高技术研究发展计划（“８６３”计划）（２０１１ＡＡ０５Ａ１０４）通讯作者：鲁宗相（１９７４－），男，副教授，主要从事电力系统可靠性、风电／太阳能发电并网分析与控制、分布式电源及微电网、能源与电力宏观规划方面的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：Ｌｕｚｏｎｇｘｉａｎｇ９８＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ第２７卷第３期２０１２年９月电力科学与技术学报ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＩＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．２７Ｎｏ．３Ｓｅｐ．２０１２ 基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术鲁宗相，闵 勇（清华大学电机系电力系统国家重点实验室，北京 １０００８４）摘 要：中国风电发展已经进入了持续稳定阶段，规模化并网发电成为主流的发展模式。
风电的波动性、随机性突出，而且在不同时间、空间尺度表现出不同的特性，对电网的安全稳定运行产生了深刻的影响．统计分析中国风电的波动性和随机性及风电大规模接入对电网调度的影响，建立电网－波动性电源－可控电源的新型网源协调互动调度运行机制；指出风电功率预测是解决风电波动性影响的关键基础，而将风电功率预测信息纳入调度体系建立新的预控调度技术是实现高比例风电消纳的关键途径．关 键 词：波动性电源发电；风电功率预测；预控技术；多时空调度技术中图分类号：ＴＭ７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－９１４０（２０１２）０３－００２８－０６Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｓｃａｌｅ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆｖｏｌａｔｉｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎＬＵ Ｚｏｎｇ－ｘｉａｎｇ，ＭＩＮ Ｙｏｎｇ（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｈａｓ ｅｎｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ ａ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｇｅ，ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅ－ｇｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ ｂｕｌｋ ｐｏｗｅｒ ｇｉｒｄ ｂｅｃｏｍｅｓ ｔｈｅ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ．Ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ｈａｖｅｐｒｏｍｉｎｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｖａｒｙ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｓｃａｌｅｓ．Ｔｈｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｓ ｔｈｉｓ ｐａ－ｐｅｒ．Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｂｕｌｋ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｗａｓ ａｌｓｏ ａｎａ－ｌｙｚｅｄ．Ａ ｎｅｗ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｉｔ ｗａｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｎｄ ｐｏｗ－ｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅ ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｎｅｗ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐａｔｈ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｉｇｈｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖａｒｉａｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｍｕｌｔｉ－ｐｌｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｓｃａｌｅ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ 智能电网这个概念从诞生开始就被赋予一个重要的使命，即提高电网对波动性的可再生能源的接纳能力，从而实现对化石燃料发电方式的替代，实现环保、节能的综合目标．近年来，风电／光电作为可再生能源，随着技术的日趋成熟，在国内外发展迅猛．２０１２年８月，中国并网风电装机５ ２５８万ｋＷ，已取代美国成为世界第一风电大国．但是，由于风电／光电具有随机性、波动性的特点，难以控制，电力系统在实现最大程度吸纳间歇式能源的同时，其安全稳定运行面临着巨大的挑战，如何有效地控制风电／光电成为困扰全世界的难题［１－２］．将风电的影响纳入电网调度运行成为研究热点．文献［３］提出将风电与系统运行和减排ＣＯ２等问题结合起来建立综合效益评估模型，文献［４］提出在风电场控制中引入调度员指令的影响，文献［５］在风火联合系统的机组组合和调度运行中考虑了风电的影响，文献［６］讨论了高比例风电系统的机组组合与备用容量优化问题，文献［７］总结了波动性电源在多时间尺度的波动性、随机性特点．中国学者也提出了大型集群风电有功智能控制系统监控软件设计方案［８］和含风电电网的调度自动化系统设计方案［９］．针对风电／光电的随机性、波动性特点，建立预测预控的可再生能源调度新模式成为电网运行的未来趋势．所谓预测，即在传统负荷预测的基础上，增加可再生能源的发电功率预测，从而建立未来某运行时段的电源和负荷的预测数据集作为电网运行的依据；所谓预控，即建立基于预测数据集的预想性运行方案和控制策略．此外，考虑到风电／光电的能量密度低，场站覆盖地域较传统火电厂要大很多，必须考虑其空间地域影响和不同时间尺度的影响．因此，建立基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度体系，是含较高比例可再生能源发电的未来电网调度的发展趋势．１ 中国风电的波动性和随机性统计分析 中国按照“建设大基地、融入大电网”的方式，推进风电的规模化发展，逐步形成了甘肃酒泉地区、新疆哈密地区、河北北部、吉林西部、内蒙西部、内蒙东部、江苏东部、山东等８个千万ｋＷ级风电基地．大规模风电接入电网后，在向电网提供清洁能源的同时，有功出力的波动性、不可控性也给电网的运行带来的巨大压力．１．１ 风电的年变化特点以华北京津唐地区为例，风场各个月的发电量如图１所示．图１ ２０１０年１月－２０１１年８月华北风电月发电量Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｍｏｎｔｈｌｙ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍｓ ｉｎＮｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ ｄｕｒｉｎｇ ２０１０，０１－２０１１，０８可以看到，风电出力具有很强的波动性与随机性，风电容量变化具有明显的季节性，与风电总装机容量相比存在比较大的差距．一般在夏季（６－９月），风电发电量偏低，而其他季节风电发电量较高，需要说明的一点是，冬季（２月）受限电因素干扰，风电发电量反而降低．１．２ 风电的日变化特点风速随昼夜的更替产生有规律的变化，白天气温高，夜间气温低，风速也随着气温的升降而不断变化．风机处于近地面层，正常的风速日变化是午后最大，此后逐渐减小，到清晨最小，日出后风速又随着增强，白天风速变化较夜间快的多，所以风速时间序列在一定程度上表现出日周期性．文献［１０］给出了中国６大风电基地在２００９年１，４，７和１０月份日出力变化情况，如图２所示．１．３ 风电的反调峰特性由于风电日变化的特殊性，大容量风电并网运行后给系统调峰也带来了较为明显的负面影响，主要体现：①大规模风电接入导致电网等效负荷峰谷９２第２７卷第３期鲁宗相，等：基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术 差变大，客观上需要增大调峰容量；②风电的反调节特性进一步加大了对系统调峰容量的需求．调峰问题是制约中国风电大规模并网的主要矛盾之一．如目前中国风电所占比例最高的吉林电网，调峰问题突出．在冬季夜间的低负荷、大风时段，风电出力大，电网调峰困难，被迫限制风电出力．某地区风电分别起反调峰（峰谷差增加）和正调峰（峰谷差减小）作用时的风电出力以及负荷、净负荷波动曲线分别如图３，４所示．□1月△4月◇7月○10月容量可信度0.10.20.30.40.50.60.71.0容量可信度0.10.20.30.40.5时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30（e ）酒泉时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30（f ）哈密□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△0.80.9□1月△4月◇7月○10月容量可信度0.20.30.4容量可信度0.10.20.30.40.50.60.7时间21∶300.118∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30（d ）江苏时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30（c ）河北□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□1月△4月◇7月○10月□1月△4月◇7月○10月容量可信度0.10.20.30.40.50.60.70.8容量可信度0.10.20.30.40.50.60.70.8时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30（b ）蒙西时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30（a ）蒙东□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□1月△4月◇7月○10月□1月△4月◇7月○10月图２ ６大风电基地２００９年典型月份的风电日出力曲线Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｄａｉｌｙ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ６ｗｉｎｄ ｚｏｎｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｙｐｉｃａｌ ｍｏｎｔｈｓ ｉｎ ２００９功率/M W2000功率/（×104M W ）3.03.54.015001000500时间/h（b ）风电出力曲线2.52015100255（a ）日负荷、净负荷曲线2015100255时间/h原始负荷曲线净负荷曲线图３ 风电起反调峰作用的典型日负荷、净负荷、风电出力曲线Ｆｉｇｕｒｅ ３ Ｔｙｐｉｃａｌ ｄａｉｌｙ ｌｏａｄ，ｎｅｔ ｌｏａｄ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｖｅｓ ｗｈｉｌｅ ｗｉｎｄｆａｒｍｓ ｈａｖｅ ａｃｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｐｅａｃｋｌｏａｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅａｒｔｉｏｎ０３电力科学与技术学报 ２０１２年９月功率/M W3000功率/（×104M W ）3.03.54.020001000时间/h（b ）风电出力曲线2.52015100255（a ）日负荷、净负荷曲线2015100255时间/h原始负荷曲线净负荷曲线图４ 风电起正调峰作用的典型日负荷、净负荷、风电出力曲线Ｆｉｇｕｒｅ ４ Ｔｙｐｉｃａｌ ｄａｉｌｙ ｌｏａｄ，ｎｅｔ ｌｏａｄ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｖｅｓ ｗｈｉｌｅ ｗｉｎｄｆａｒｍｓ ｈａｖｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｐｅａｃｋｌｏａｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅａｒｔｉｏｎ １．４ 相关性与平滑效应为衡量风电的波动，定义风电出力变化率（波动率）为风电出力变化占风机额定容量的百分比，即ρ％＝Ｐ（ｔ＋Ｔ）－Ｐ（ｔ）Ｐｂａｓｅ×１００％．（１）式中 ρ％表示风电出力变化率；Ｐ（ｔ＋Ｔ）表示ｔ＋Ｔ时刻的风电出力；Ｐ（ｔ）表示ｔ时刻的风电出力；Ｐｂａｓｅ表示风机额定容量，对于不同的时间尺度，Ｔ对应不同的数值．华北某风场内风机输出功率波动绝对值的累加概率分布如图５所示．概率分布1.00.10.20.30.40.50.60.70.80.90.000秒级功率变化率0.00.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.050图５ 风电功率波动率绝对值的累加概率分布Ｆｉｇｕｒｅ ５ Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆｖａｒｉａｂｌｅ ｒａｔｉｏ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ从图５中可以看到，随着风机数量的增加，对于同一出现概率，相应的秒级功率变化率减小，说明随着风机数量的增加，总体出力波动性减弱．随着风电装机容量的增加以及分布区域的变广，风电出力的平滑效应使得总体波动减弱，这是中国内陆并网风电基地的一般性统计规律．２ 风电大规模接入对系统调度的影响分析 １）从电力系统运行观点看，风力发电与常规发电的不同主要原因［１１］．①风力发电的风资源不稳定，而常规发电厂的煤、油、气、水及核燃料供给相对比较稳定．②单台风力发电机容量较小，其有功和无功功率输出调节控制比较困难，特别是受风条件的限制，一般不能进行增加功率输出的调节；常规发电厂的有功和无功功率输出可在大范围内灵活调节．③风电可以预测，但风电的预测难度大，且预测精度不高，会使电力系统中机组出力的最优分配复杂化．④系统中不稳定的风电的增加，电网备用也要增加．电网中无风电接入时，负荷消耗功率由常规机组承担，系统备用仅需考虑负荷的波动；有风电接入时，负荷消耗由常规发电机组和风力发电机组共同承担，系统备用除了考虑负荷波动还要考虑风电的波动，结果可能两者相加或相消．２）在不同时间尺度上，风电的接入都会给常规调度运行工作带来影响．①在日内尺度上，大规模风电接入导致ＡＧＣ调节容量需求难以确定，系统调频难度增加，电压波动范围增大．②在日前尺度上，间歇式能源需优先调度，常规电源日前计划曲线难以有效执行．此外，系统备用容量难以优化，若备用容量太大导致机组负荷率低，间歇式能源接纳能力低；若备用容量太小，系统安全可１３第２７卷第３期鲁宗相，等：基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术靠运行受到威胁．③在中长期尺度上，由于间歇式能源长期发电量不能准确预知，常规电源年、季、月度发电量计划不确定度增大，而常规电源检修安排优化则相应受到影响．因此，现有调度技术支持系统难以全局优化最大限度消纳间歇式能源，需要充分考虑风电大规模接入后电网－波动电源－（传统）可控电源之间的新型“网源协调”调度机制．３ 电网－波动电源互动调度运行机制基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术，核心是适应中国风电大规模开发利用的技术思路，形成智能电网体系下的电网－波动电源互动运行机制，具体包括功率预测和预控调度两方面．３．１ 多尺度风电功率综合预测及其关键技术１）风电功率预测是新型网源互动调度运行机制的技术基础．多尺度风电功率综合预测的３个核心技术功能：①风资源多时空分布特性分析．主要功能是对风电随机性、空间聚集效应进行统计分析，掌握风资源变化规律．②数值天气预报（Ｎｕｍｅｒｉｃ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｐｒｅｄｉｃ－ｔｉｏｎ，ＮＷＰ）．主要功能是基于微气象学的物理模型，预测风资源变化趋势．③风电机组／风电场风转电功率模型．这部分是沟通风资源特性与风电出力特性的桥梁，初期可根据风机设备厂商提供的标准曲线开展分析，但随着运行周期加长，应当根据实际风电场运行情况建立风场的风电功率特性曲线．风电功率预测在电力系统的规划、计划、调度各个时间尺度都具有关键的作用．电力系统规划／计划／调度功能对风电功率预测的时长、区域和分辨率要求如表１所示．表１ 风电功率预测在新能源调度系统不同功能中的功能指标要求Ｔａｂｌｅ １ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ用途类型预测时长分辨率预测范围精度要求调频功率１～６ｈ１５ｍｉｎ全网很高阻塞管理功率１～６ｈ１５ｍｉｎ区域很高调峰／发电计划功率２４～４８ｈ１ｈ（１ ５ｍｉｎ）全网／区域高运行方式／检修计划功率（峰谷值）１ａ—全网较高电网规划电量数年～数１０年—全网较高 ２）风电功率预测的５项关键技术：①风资源数值模拟及降尺度技术．着重解决空气动力学方程建模及其降维问题．②数值天气预报同化技术．着重解决动力学方程组初值场问题．③风电集群时空效应建模．着重解决风电功率的随机特性和风电场多风电机组的时空聚集效应．④多预测模式集合优化技术．着重解决高维动力学方程组的初值场混沌问题，通过综合预测方式来提高预测精度．⑤预测误差模型及综合评价体系．着重通过后评价形成预测技术闭环体系，提高预测精度．３．２ 基于预控的多时空尺度调度及其关键技术多时空尺度调度的核心在于时间、空间和目标３个尺度的协调优化．从时间尺度而言，要覆盖日内、日前到中长期的全过程；从空间尺度而言，要兼顾风机单机到风电场，到场群的波动特性积聚效应，在地区、省级和地区电网实现网源协调；从目标尺度而言，要兼顾调频安排、备用容量的优化，减少弃风弃光，提高可再生能源电源的消纳能力．而采用预控技术，即将风电功率预测信息纳入常规调度技术和控制策略中，例如：日前机组组合、ＡＶＣ、ＡＧＣ等，从而有效降低风电波动性的影响．基于预控的多时空尺度调度的５项关键技术：①特性机理．着重研究波动性能源发电监测技术、运行特性及影响机理．②模型方法．着重研究波动性能源发电多时空尺度调度策略与模型方法．２３电力科学与技术学报 ２０１２年９月③消纳体系．着重研究波动性能源发电多区域逐级消纳框架体系与协调决策技术；④仿真研究．着重研究波动性能源发电多时空调度决策仿真技术；⑤调度技术支持系统．包括实时监测系统、发电调度模型、分析方法及决策支持系统．４ 结语中国风电／光电等波动性能源发电的大规模并网，其波动性、随机性与传统电源具有完全不同的变化特性，给电网的调度带来了深刻的影响．建立基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度体系，是含较高比例可再生能源发电的未来电网调度的发展趋势．多尺度风电功率综合预测技术是关键基础，而基于预控的多时空尺度调度关键技术是关键途径．参考文献：［１］朱凌志，陈宁，韩华玲．风电消纳关键问题及应对措施分析［Ｊ］．电力系统自动化，２０１１，３５（２２）：２９－３４．ＺＨＵ ｌｉｎｇ－ｚｈｉ，ＣＨＥＮ Ｎｉｎｇ，ＨＡＮ Ｈｕａ－ｌｉｎｇ．Ｋｅｙ ｐｒｏｂ－ｌｅｍｓ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１１，３５（２２）：２９－３４．［２］Ｙｕｒｉ Ｖ Ｍａｋａｒｏｖ，Ｃｌｙｄｅ Ｌｏｕｔａｎ，Ｊｉａｎ Ｍａ，ｅｔ ａｌ．Ｏｐｅｒａ－ｔｉｏｎａｌ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００９，２４（２）：１ ０３９－１ ０５０．［３］Ｅｌｅａｎｏｒ Ｄｅｎｎｙ，Ｍａｒｋ Ｏ’Ｍａｌｌｅｙ．Ｗｉｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００６，２１（１）：３４１－３４７．［４］Ｒｏｇéｒｉｏ Ｇ ｄｅ Ａｌｍｅｉｄａ，Ｅｄｇａｒｄｏ Ｄ Ｃａｓｔｒｏｎｕｏｖｏ，Ｊ Ａ Ｐｅ－ｃａｓ Ｌｏｐｅｓ．Ｏｐｔｉｍｕｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｗｉｎｄ ｐａｒｋｓｗｈｅｎ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏｕｔ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｒｅｑｕｅｓｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００６，２１（２）：７１８－７２５．［５］Ｂａｒｔ Ｃ Ｕｍｍｅｌｓ，Ｍａｄｅｌｅｉｎｅ Ｇｉｂｅｓｃｕ，Ｅｎｇｂｅｒｔ Ｐｅｌｇｒｕｍ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｓｐａｔｃｈ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｎ－ｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，２００７，２２（１）：４４－５１．［６］Ａｉｄａｎ Ｔｕｏｈｙ，Ｐｅｔｅｒ Ｍｅｉｂｏｍ，Ｅｌｅａｎｏｒ Ｄｅｎｎｙ，ｅｔ ａｌ．Ｕｎｉｔｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｗｉｎｄ ｐｅｎｅｔｒａ－ｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００９，２４（２）：５９２－６０１．［７］Ｅｒｉｋ Ｅｌａ，Ｍａｒｋ Ｏ’Ｍａｌｌｅｙ．Ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｉ－ｍｅｓｃａｌｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１２，２７（３）：１ ３２４－１ ３３３．［８］王阳，李晓虎，许士光，等．大型集群风电有功智能控制系统监控软件设计［Ｊ］．电力系统自动化，２０１０，３４（２４）：６９－７３．ＷＡＮＧ ｙａｎｇ，ＬＩ Ｘｉａｏ－ｈｕ，ＸＵ Ｓｈｉ－ｇｕａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ａ ｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ ｃｌｕｓｔｅｒｓ ｏｆ ｗｉｎｄｐｏｗｅｒ ａｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ，２０１０，３４（２４）：６９－７３．［９］冯利民，范国英，郑太一，等．吉林电网风电调度自动化系统设计［Ｊ］．电力系统自动化，２０１１，３５（１１）：３９－４３．ＦＥＮＧ Ｌｉ－ｍｉｎ，ＦＡＮ Ｇｕｏ－ｙｉｎｇ，ＺＨＥＮＧ Ｔａｉ－ｙｉ，ｅｔ ａｌ．Ｄｅ－ｓｉｇｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｐａｔｃｈ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ＪｉｌｉｎＰｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ，２０１１，３５（１１）：３９－４３．［１０］Ｄａｙａｎｇ Ｙｕ，Ｊｕｎ Ｌｉａｎｇ，Ｘｕｅｓｈａｎ Ｈａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｐｒｏｆｉｌｉｎｇｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｅｎｅｒ－ｇｙ Ｐｏｌｉｃｙ，２０１１，３９：２９９－３０６．［１１］周双喜，鲁宗相．风力发电与电力系统［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０１１．３３第２７卷第３期鲁宗相，等：基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术 。
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闵勇，教授，博士生导师，清华大学电机系主任、电力系统研究所所长。
1963年7月出生于湖北宜昌，1984年7月，清华大学本科毕业；1990年6月，清华大学，工学博士毕业；1990年7月，清华大学电机系,讲师；1995年6月至8月，应AT&T邀请赴美工作；1993年11月，清华大学电机系,副教授；1999年6月，清华大学电机系,教授；1999年10月至2002年10月，清华大学电机系柔性输配电研究所所长；2000年6月，清华大学电机系,博士生导师2004年4月至今，清华大学电机系电力系统研究所所长；2004年4月至今，清华大学学位评定委员会委员，电机系学位评定分委员会主席。
科研方向：所从事的各项课题按研究方向可分为以下几类∶
1、电力系统频率动态过程分析和控制方面
作为第二完成人参加的七·五国家重点科技攻关项目75-16-05-04-02子题的研究成果在国内首次成功地研究了复杂电力系统的频率动态过程机理和频率控制措施的设计方法，从理论上解决了未来三峡系统华中向华东送电的频率稳定问题，并为目前各系统中普遍存在的类似问题的解决提供了理论基础和仿真工具，受到了实际运行部门的重视。
该项研究在能源部组织的专家鉴定中被评价为具有国际先进水平。
并获得91年能源部科技进步二等奖和92年国家科技进步二等奖。
目前继续在电力系统频率分析和控制技术上进行了大量的工作，协助提出了电力系统虚拟转子测频方法和电力系统动态频率的新概念，并深入进行了电力系统频率过程机理和测量方法的研究。
同时利用所开发的电力系统中期稳定计算软件包先后协助西北电力系统、贵州电力系统、广西电力系统、广东电力系统、福建电力系统、华北电力系统、东北电力系统、四川电力系统和澳门电力公司等单位进行其频率动态过程分析和低频减载方案设计等方面的工作。
2、电厂自动化
方面作为项目负责人之一及主要完成人参与了“元宝山电厂输煤程序控制系统开发”等多项大型工程项目，为改变大型火电厂中燃料和电气部分相对于热机部分的自动化程度较弱的状况进行了有益的尝试，并取得了较好的效果。
以上项目大多已正式投入运行，其中“输煤程序控制系统”已成功地运行了两年多。
3、电力系统多功能监测装置的研制和同步相量监测技术
负责并具体参与电力系统多功能监测装置的研制和开发任务。
该装置以完成对发电厂、发电机组和大型变电站等多种应用场合中各种复杂的动态过程的实时监测和事故分析为目的，实施了自行开发的、采用自适应变采样率技术实现的全新的相量测量方案，并开发了可根据系统需求灵活配置的监测软件以满足不同应用场合的需要。
该装置的样机已分别安装于天津、宁夏和广西等地并投入实际运行。
在进一步采用了全球卫星定位授时(GPS)技术提供的高精度定时信号后，利用该装置构成了电力系统的全网同步监测系统，并已在黑龙江省东部网、东北系统和广西系统中实施，在国内首次实现了电力系统中多地点之间相角差的实时测量系统。
目前正在研究同步相量监测技术在电力系统稳定监测和控制方面的应用。
4、电力系统区域稳定控制方面
作为项目负责人和主要完成人参加“黑龙江省电力系统东部电网区域稳定系统”的研究项目，解决了黑龙江省东部网窝电300MW的问题，得到了合作方的高度评价。
装置投运以后每年多发电量6亿千瓦时，年直接经济效益为1.2亿，间接经济效益达18亿元。
该系统于97年1月投入试运行，经进一步改进和完善后，同年11月投入正式运行。
99年4月该项目通过技术鉴定，鉴定意见认为该系统在整体功能设计和主要技术指标上处于国内领先，部分功能具有国际领先水平。
该项目获99年黑龙江省电力局科技进步一等奖，并获2000年清华大学科技成果推广效益显著奖和2000年黑龙江省科技进步二等奖。
该系统在功能设计和主要动作指标上优于已知的国内外同类装置。
并具有良好的可扩充性。
为适应黑龙江省电力系统的发展状况，2000年开始在该系统中增设2个新的控制子站，新设子站基于WINDOWS系统运行，并采用了先进的双机互备方式，目前已投入试运行。
在该项目的基础上，关于电力系统区域稳定控制方面的理论性研究正在结合所负责的清华大学985项目“集中分层式暂态稳定控制系统研究”进行，目前在集中分层式区域稳定控制系统理论方面已取得较大的进展，包括对绝对动能增量指标的理论分析和基于该指标的故障严重程度排序、优化控制策略及可行控制策略的搜索、新型控制对策表的生成等，下一步将争取将该理论推向实时应用。
5、电力电子及其在电力系统中的应用方面
电力电子技术在电力系统中的应用是我们研究所的主要研究方向之一，目前负责的985项目“柔性交流输电的理论和技术研究”将充分利用研究所在柔性输配电系统研究方面的基础和技术优势，组织队伍对更大容量ASVG、电能质量控制及DVR等方面进行研究。
同时在高压变频调速和超导电力方面也在进行探索性的研究工作。
所获奖励：
1、1991年，能源部科技进步二等奖（第二完成人）；
2、1992年，系级先进工作者；
3、1992年，首届“清华之友——优秀青年教师奖励金”一等奖；
4、1992年，国家科技进步二等奖（第二完成人）
5、1994年，IET教育基金1994年度青年教师奖；
6、1996年，清华之友——优秀青年教师奖二等奖；
7、1997年，清华之友——长谷优秀教师奖一等奖；
8、1998年，清华大学研究生“良师益友”；
9、1999年，黑龙江省电力局科技进步一等奖（第一完成人）
10、2000年, 清华之友——优秀教师奖
11、2000年，清华大学科技成果推广效益显著奖（第一完成人）
12、2000年，黑龙江省科技进步二等奖
13、2003年，第七届茅以升北京青年科技奖。