大力發(fā)展新能源是實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的必由之路。隨著新能源和電力電子裝備滲透率的不斷提高，電力系統(tǒng)的源/網(wǎng)/荷側(cè)電力電子化程度日益加深。新型電力系統(tǒng)慣量支撐力度弱、出力不確定性強(qiáng)、頻率調(diào)節(jié)能力和阻尼特性差，故障場(chǎng)景下系統(tǒng)頻率失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)顯著增大。新型電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)相對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)呈現(xiàn)三個(gè)新特性。首先，其運(yùn)行方式隨機(jī)多變，慣量具有時(shí)變和空間分布差異特性導(dǎo)致了慣量時(shí)空分布差異化，頻率響應(yīng)精確建模難；其次，大量異質(zhì)化的源/網(wǎng)/荷/儲(chǔ)調(diào)頻資源的引入導(dǎo)致頻率動(dòng)態(tài)穩(wěn)定機(jī)理復(fù)雜，頻率穩(wěn)定分析難；最后，多元可控資源參與調(diào)頻急劇增加了控制決策的維度和復(fù)雜度，頻率穩(wěn)定控制難。這些新特性給新型電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定分析和控制帶來(lái)挑戰(zhàn)。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，如何從點(diǎn)到面地實(shí)現(xiàn)多類型可調(diào)資源的協(xié)調(diào)控制，從而實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)慣量-功率-頻率優(yōu)化控制，對(duì)提高新型電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性及系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，亟須針對(duì)新型電力系統(tǒng)慣量-功率-頻率控制基礎(chǔ)理論與應(yīng)用開(kāi)展深入研究和探討。為此，《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》策劃了“新型電力系統(tǒng)慣量-功率-頻率控制理論與應(yīng)用”專輯，征文通知發(fā)出后引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，經(jīng)過(guò)同行評(píng)審，收錄了15 篇論文。論文內(nèi)容主要涉及以下幾個(gè)方面：

在觀點(diǎn)和綜述方面，從能量視角下認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)慣量，山東大學(xué)丁磊等回顧了慣量作為阻礙物體狀態(tài)變化能力的度量的物理本質(zhì)，把電力系統(tǒng)建模為包含不同尺度下多種能量形式和元件的能量供應(yīng)鏈，將慣量廣義化為機(jī)械旋轉(zhuǎn)慣量、電慣量、熱慣量、流體慣量，為新型電力系統(tǒng)有功控制的方法設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)；清華大學(xué)陳磊等指出燃煤火電機(jī)組是中國(guó)電力系統(tǒng)最核心可靠的一次調(diào)頻資源，歸納了火電一次調(diào)頻的發(fā)展趨勢(shì)及其在電網(wǎng)、電廠運(yùn)行方面存在的不足，就調(diào)頻能力提升、調(diào)頻快速準(zhǔn)確仿真兩方面挑戰(zhàn)總結(jié)了研究現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，并展望了未來(lái)新型電力系統(tǒng)火電一次調(diào)頻關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

在慣量支撐技術(shù)與調(diào)頻能力評(píng)估方面，湖南大學(xué)文云峰等首先考慮慣量支撐功率多階段響應(yīng)特征給出了電力系統(tǒng)慣量需求的基本概念，并基于能量和時(shí)序視角提出了慣量需求的量化表征指標(biāo)，并構(gòu)建了一種適用于電網(wǎng)頻率安全防線體系的慣量需求評(píng)估方法及分級(jí)機(jī)制；華中科技大學(xué)姚偉等針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)調(diào)頻能力缺乏定義且難以評(píng)估、運(yùn)行參數(shù)及邊界約束對(duì)支撐能力的影響機(jī)理不明的問(wèn)題，定義了多時(shí)間尺度、多能量形式、多評(píng)估層次指標(biāo)精準(zhǔn)量化評(píng)估調(diào)節(jié)能力，揭示了轉(zhuǎn)速、載荷與容量分別是不同工況下影響風(fēng)電場(chǎng)調(diào)頻能力的主要因素；中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)葉林等提出了計(jì)及頻率響應(yīng)時(shí)空相關(guān)性的新能源電力系統(tǒng)慣量估計(jì)方法，結(jié)果表明該方法可在不同新能源滲透率和頻率擾動(dòng)場(chǎng)景下保證慣量估計(jì)效果的一致性，具備工程應(yīng)用潛力；浙江大學(xué)高暉勝等提出了一種考慮電壓動(dòng)態(tài)的電力系統(tǒng)頻率強(qiáng)度量化方法，在所提頻率響應(yīng)模型中通過(guò)一個(gè)全局耦合項(xiàng)表征電壓動(dòng)態(tài)對(duì)系統(tǒng)頻率的影響，揭示了電壓和頻率的交互作用路徑。

在系統(tǒng)頻率響應(yīng)下的慣量響應(yīng)體系方面，清華大學(xué)姜繼恒等分析了機(jī)械、控制、電氣等環(huán)節(jié)對(duì)風(fēng)電等效慣量的動(dòng)態(tài)影響，建立了直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組頻率響應(yīng)全階模型，并基于奇異攝動(dòng)理論推導(dǎo)了考慮不同時(shí)間尺度動(dòng)態(tài)的等效慣量降階模型；大連理工大學(xué)晁璞璞等建立了全功率型風(fēng)電機(jī)組的通用電磁暫態(tài)模型和全要素綜合調(diào)頻控制系統(tǒng)，提出了采用機(jī)組實(shí)測(cè)頻率響應(yīng)特性曲線形態(tài)辨識(shí)調(diào)頻控制器結(jié)構(gòu)、采用機(jī)組實(shí)測(cè)頻率響應(yīng)特性曲線特征值辨識(shí)調(diào)頻控制器參數(shù)的實(shí)用化辨識(shí)方法；天津大學(xué)朱介北等提出了一種基于延時(shí)補(bǔ)償?shù)男履茉磻T性時(shí)間常數(shù)確定方法，為滿足相應(yīng)并網(wǎng)規(guī)程要求和清算輔助服務(wù)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益提供了新手段。重慶大學(xué)歐陽(yáng)金鑫等建立了電網(wǎng)故障下含直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)模型，提出了鎖相暫態(tài)影響下系統(tǒng)頻率變化率和最大頻率偏差的計(jì)算方法，解析了電網(wǎng)故障下考慮直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組功率控制誤差的電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

在虛擬慣量控制及慣量?jī)?yōu)化配置策略方面，浙江大學(xué)汪震等提出一種考慮新型電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)空間分布差異化的虛擬慣量配置優(yōu)化方法，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方法對(duì)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)頻率穩(wěn)定性具有提升作用；四川大學(xué)付強(qiáng)等針對(duì)定直流電壓控制和定功率控制這兩類主流并網(wǎng)換流器控制方式，提出了附加頻率控制下并網(wǎng)換流器動(dòng)態(tài)慣量的量化評(píng)估方法，分析了控制參數(shù)、運(yùn)行工況和系統(tǒng)特性等不同因素對(duì)慣量的影響機(jī)制，指出有功控制外環(huán)會(huì)顯著改變?cè)性O(shè)計(jì)慣量，需重點(diǎn)關(guān)注其控制參數(shù)導(dǎo)致的慣量偏差。

在提供頻率支撐的多類型調(diào)頻資源協(xié)調(diào)控制方面，西安交通大學(xué)楊松浩等從提升系統(tǒng)頻率最低點(diǎn)這一核心需求出發(fā)，提出一種考慮系統(tǒng)一次調(diào)頻特性的風(fēng)機(jī)最優(yōu)頻率支撐控制，所提方法通過(guò)與系統(tǒng)原有的調(diào)頻特性協(xié)同而顯著提升了頻率最低點(diǎn)，且對(duì)不同運(yùn)行工況和擾動(dòng)水平均具有較好的魯棒性；南瑞集團(tuán)有限公司李兆偉等考慮將電化學(xué)儲(chǔ)能功率納入由電網(wǎng)故障事件觸發(fā)的緊急控制以應(yīng)對(duì)短時(shí)性功率沖擊下暫態(tài)頻率越限，構(gòu)建了新能源短時(shí)性功率沖擊下計(jì)及儲(chǔ)能緊急功率控制的系統(tǒng)頻率響應(yīng)分析模型，提出了避免低頻減載動(dòng)作的最小儲(chǔ)能緊急釋放能量計(jì)算方法，并給出滿足要求的儲(chǔ)能緊急控制功率和持續(xù)時(shí)間策略；東北電力大學(xué)姜濤等針對(duì)大規(guī)模風(fēng)電接入帶來(lái)的系統(tǒng)調(diào)頻能力不足和調(diào)頻能量透支引發(fā)的頻率二次跌落問(wèn)題，提出一種多風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)差異化時(shí)序協(xié)同的頻率支撐控制策略。

本專輯旨在介紹“新型電力系統(tǒng)慣量-功率-頻率控制理論與應(yīng)用”這一主題領(lǐng)域的最新研究成果，希望為廣大專家、學(xué)者提供有益的參考。由于該領(lǐng)域涉及許多科學(xué)問(wèn)題和工程技術(shù)難題，無(wú)論是在理論研究還是應(yīng)用方面，都有待更加深入的探索實(shí)踐。我們期盼本專輯的出版能夠推動(dòng)不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的交流，促進(jìn)研究工作的創(chuàng)新。

衷心感謝各位專家、學(xué)者對(duì)本次專輯的大力支持，他們?yōu)楸敬螌］嬏峁┝俗钚卵芯砍晒图夹g(shù)經(jīng)驗(yàn)的凝練。感謝《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》編輯部為本專輯的策劃、組織和出版所做的大量而細(xì)致的工作。最后，還要感謝各位評(píng)審專家，他們求實(shí)的科學(xué)精神和認(rèn)真的工作態(tài)度保證了本專輯的高質(zhì)量出版。