21世纪以来，受到能源枯竭和环境恶化的双重压力，全球能源发展格局正在发生重大而深刻的变化，可再生能源逐渐取代传统化石能源成为主力电源的趋势已不可逆转。

经过多年发展，我国的可再生能源发电已取得举世瞩目的成就。据水电水利规划设计总院发布的《中国可再生能源发展报告2019》显示，2019年，我国可再生能源发电装机容量达到7.94亿kW(其中，风电、光伏发电首次同时突破2亿kW)，占总装机容量的39.5%；可再生能源年发电量超过2万亿kWh，继续多年高居世界第一。然而，大规模间歇性可再生能源并网给电力系统带来了运行控制难度增大、连锁反应风险加剧等严峻挑战，推动我国可再生能源由高速发展转向高质量发展已刻不容缓。

图1 梅生伟(左二)为时任青海省委书记王国生(左三)等人员介绍青海大学太阳能综合利用示范基地

清华大学教授、青海大学副校长梅生伟长期奋战在教育、科研第一线。自上世纪90年代从清华大学电机系毕业留校工作以来的近20年间，梅生伟主要从事大型同步发电机抗扰控制及远距离输电技术的研究工作。他提出了电力系统非线性鲁棒控制设计原理，攻克了困扰电力控制界数十年的Hamilton-Jacobi-Issacs偏微不等式解析求解的科学难题，这一工作被美国工程院Vittal院士誉为“培育了一门极具吸引力的崭新学科”；主持研发了世界首台大型同步发电机组非线性鲁棒励磁/调速工业控制装置及非线性鲁棒有源滤波器，并广泛应用于我国数百座电厂、油田；特别值得一提的是，他的相关研究使大容量远距离输电系统的极限输送功率提高了15%，这一成果获得了2008年国家自然科学二等奖。

2013年，梅生伟追随王光谦院士到青海大学参加对口支援工作后，为了促进青海可再生能源的发展并服务于国家能源转型战略，他开始转战可再生能源及储能等相关领域，通过对工程博弈论、非补燃压缩空气储能、交直流输电系统连锁故障等基础理论与关键共性技术的攻关，引领可再生能源由高速发展转向高质量发展。凭借在可再生能源领域的重大贡献，梅生伟先后获得1项国家科技进步二等奖和4项省部级一等奖(均为第一完成人)。

在昆明参加2020年中国可再生能源学术大会期间，笔者有幸采访了梅生伟。尽管他公务繁忙，仍于9月20日23:20结束了与云南省能源投资集团的洽谈后，接受了笔者一个多小时的专访。梅生伟渊博的学识、平易近人的作风和娓娓道来的语言风格，令人印象深刻。

开创新能源电力系统工程博弈论，实现可再生能源的协调发展

我国的可再生能源发展长期面临 “规划难”、“调度难”和“稳控难”3大技术瓶颈。以光伏发电规划为例，光伏电站的建设周期短(往往只需要数月)、投资额度小、见效快，而高压输电线路建设周期长(通常为几年到十几年不等)、投资额大，这种电站与电网的建设周期不匹配的问题可能导致光伏电站建成后长时间无法并网，由此产生大量弃光。此外，政府、电厂和电网对光伏电站建设的利益诉求不同。政府比较关注环保问题及可靠、经济、优质的电力供应，电厂主要考虑建设投资回报，而电网则更为关注光伏电站并网引发的一系列安全稳定问题，这种利益“拉锯”进一步增加了光伏电站规划的难度。高比例可再生能源电力系统的调度、稳控也存在类似的冲突问题，比如安全、经济、环保等目标之间的冲突，以及源、网、荷、储等主体利益之间的冲突。这些问题与可再生能源的强随机性及不可控性问题交织，使可再生能源的协调发展面临重大挑战。

针对可再生能源协调发展的重大科学问题，梅生伟依托教育部创新团队和国家自然科学基金委员会创新研究群体项目开展研究，系统创立了新能源电力系统工程博弈论，提出了非合作/合作/演化3大工程博弈建模原理与均衡分析方法，构建了高比例可再生能源省域电力系统高效绿色供电整体解决方案。主要包括：

1)创新性地将可再生能源规划、调度与控制问题构建为协商博弈、主从博弈和演化博弈模型，通过各方的博弈均衡，系统解决了可再生能源发展过程中场站、负荷、电网、政府等不同主体之间的利益冲突问题；

2)从2人零和多阶段动态博弈的视角考虑可再生能源的强随机性对电力系统调度与控制问题的影响，通过电力调控中心与大自然的多时间尺度虚拟博弈，在保证电力系统安全稳定运行的前提下，实现可再生能源的最大化消纳；

3)研发了基于工程博弈论的可再生能源发电规划、调度与控制系统，实现了工程博弈论从理论研究到实际工程应用的重大跨越。

文章来源：《清华大学学报》 网址: http://www.qhdxxbzz.cn/qikandaodu/2021/0427/1154.html

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