对话杰出科技青年奖获得者｜国网辽宁电力张娜：长时储能技术，是构建超高比例新能源电力系统的关键支撑

　　1.人物简介

　　张娜，国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院正高级工程师，“兴辽英才计划”优秀工程师。大连理工大学电力系统及其自动化专业硕博连读，长期聚焦新型电力系统规划运行、新能源消纳研究，是区域能源电力转型领域核心技术专家。

　　2.科研项目

　　牵头攻克高比例新能源电网集群规划与运行控制、严寒地区电热灵活调节资源协同规划等关键技术难题，主持多项国家、省部级及电力行业重点科技项目。

　　3.学术成就

　　研发成果荣获电力行业科技成果一等奖、辽宁省科技进步二等奖等多项重要科技奖励，形成多项行业先进技术方案。

　　4.推广实效

　　核心技术成果应用于辽宁电网规划与新能源消纳工程，显著提升电力规划科学性与新能源接纳能力，为区域能源绿色转型提供坚实技术支撑。

　　一、从规划前端入手，精细统筹新能源开发时序与规模、调节资源布局配置，把运行约束前置到规划阶段

　　提问：您从大连理工大学电力系统及其自动化专业硕博连读，到长期深耕国网电力科研一线，是什么契机让您坚定选择新型电力系统规划运行与新能源消纳这一研究方向？

　　张娜：我从2008年进入研究生阶段学习，正好赶上国内风电快速起步、蓬勃发展的关键时期。当时电力系统最突出的矛盾，就是风电出力具有强不确定性，需要依靠常规电源开展多时间尺度优化调度来支撑消纳，我的研究生课题也正是围绕这一核心问题展开。2014年博士毕业后，我加入国网辽宁经研院，此时省内风电装机占比已经很高，光伏也进入大规模发展阶段。实践让我深刻认识到，仅靠运行层面的优化，已难以破解新能源消纳难题，必须从规划前端入手，精细统筹新能源开发时序与规模、调节资源布局配置，把运行约束前置到规划阶段。而经研院的核心主业正是电力规划，这让我的研究方向与现场需求实现了无缝衔接，也更加坚定了我深耕新型电力系统规划运行与新能源消纳领域的决心。

　　二、工程科研核心能力的打造：工程科研的核心是解决真问题，不是追求理论复杂度

　　提问：从青年科研人员成长为正高级工程师、“兴辽英才”优秀工程师，您职业发展中哪些关键节点对您影响最深？

　　张娜：回顾职业历程，有三个关键节点让我成长蜕变、受益终身。

　　第一个节点是入职第二年，领导安排我负责电力系统调峰策略相关科技项目子课题。我沿用博士阶段的思路，做了一套很理论化的研究，自认为成果很 “高端”，但汇报时被直接指出：这套成果无法落地应用。虽然当时不太认同这个更偏实用的思路，但按照建议调整后，成果在研讨会上获得业内专家高度认可，因为真正解决了实际问题、好用易懂。也正是这次经历，让我明白了博士生与工程师的科研定位差异，工程科研的核心是解决真问题，不是追求理论复杂度。

　　第二个节点是我首次作为项目负责人，牵头主持省公司科技项目。从提炼真实科技需求、编制可研报告、制定任务书、明确技术路线，到牵头实施研究、推动成果落地验收，完整走完一个科研闭环，让我从被动接受任务的 “培养对象”，成长为主动找问题、定目标、攻难关、验成效的独立科研工作者，也更加坚定了扎根电力科研一线的信念。

　　第三个节点是获评 “兴辽英才” 优秀工程师，同年我牵头研发的电热综合能源系统生产模拟及协同规划平台正式落地见效。这份荣誉是组织的认可，但更让我心安的是成果的价值：我们的长周期平衡分析准确率，比国际先进的 EnergyPlan 提升 1.63 个百分点，提出的灵活调节资源协同规划方法成功应用于辽宁调节资源规划实践。我深刻体会到，个人成长的天花板，取决于解决实际问题的分量；职称和称号是认可，真正的职业勋章，是写进规划软件、用在电网现场的技术突破。总结来说，从青年科研人员到正高，每一步进阶都不是靠年限熬出来的，而是靠 “扛硬活、解真难、被否定再爬起来” 拼出来的。

　　这三个节点，让我一次次靠近 “做一个真正有用的工程师” 这份初心。

　　三、立足严寒地域构建电热协同规划技术体系

　　提问：东北严寒地区电网具有鲜明的地域与运行特点，您是如何结合区域特色确立自己的研究体系与技术路线的？

　　张娜：东北严寒地区最核心的特征，就是电热深度耦合。冬季热电机组承担刚性供热任务，存在发电出力最低技术约束，会直接挤占新能源发电空间，这也是我们研究必须突破的关键瓶颈。在持续攻关中，我们没有局限于“破解约束”，而是顺势而为、化弊为利，充分挖掘热电机组灵活性改造的潜力，实现热电厂“负出力”灵活运行，把供热系统资源转化为电力系统可调用的调节资源，将电、热两个系统统筹协同考量，通过协同规划技术，为新能源高效消纳打开通道，逐步形成了适配严寒地区的研究体系和技术路线。

(疫情期间院士专家共同鉴定新能源电网源网荷多元协调规划控制项目)

　　四、热爱与担当支撑科研攻坚高效平衡

　　提问：在兼顾高强度科研攻关、工程落地与日常工作的过程中，您是如何平衡压力、保持高效创新状态的？

　　张娜：我想，科研人员都有一份共通的特质，就是强烈的好奇心和探索欲。于我而言，这份探索欲之外，还有很强的攻坚克难欲望。遇到科技研发、工程落地中的难题，我会自然进入“战斗模式”，而且越挫越勇；每攻克一个难题、解决一个堵点，都会获得强烈的成就感，这也是我持续创新的核心动力。日常工作确实繁杂琐碎，很多科研攻关只能放在业余时间推进，但正因为发自内心热爱、充满探索和克难的热情，科研反而成了调剂压力、充实自我的方式，也让我始终保持高效投入的创新状态。

　　五、企业平台给予全链条、实打实的支撑

　　提问：国网辽宁省电力有限公司为您的科研创新、团队建设与成果转化提供了哪些关键支撑？

　　张娜：国网辽宁电力为科研人员和创新团队搭建了很好的平台，提供了全链条、实打实的支撑。对我所在的技术创新中心、科技攻关团队，以及创新工作室，在科研立项、项目实施、成果落地、人才培养等方面都给予大力支持；将我列为青年托举人才，在重点项目申报、成果转化推广等方面给予精准保障，让我们能够心无旁骛搞科研、专心致志攻难关。

　　六、三层迭代模型破解严寒地区电热协同规划瓶颈

　　提问：您牵头攻克严寒地区电热灵活调节资源协同规划等技术难题，研发中遇到的最大挑战是什么，又是如何突破的？

　　张娜：当前北方严寒地区电力系统正深刻变革，新能源高比例并网、热电厂深度灵活性改造、多元化储能规模化应用，系统结构更复杂，对灵活调节资源的需求大幅提升。但传统规划技术存在明显短板：内容上多只考虑煤电机组外特性，忽视多样化调节路径和成本差异；方法上多采用典型日建模，难以支撑长时储能日间电量传递；场景上多适配集中调度，未考虑电力市场对资源运行决策的影响，导致规划结果与实际调节效果存在偏差。研发过程中，最大的挑战就是实用化模型构建与高效求解。规划结果要优，就必须精细化还原实际运行，这会导致模型复杂、规模庞大、难以求解。针对这一核心难题，我们基于多层迭代思路，构建了三层迭代规划模型：涵盖长时储能容量投资决策、新能源-储能-热电灵活性改造方案协同规划、基于逐日滚动的全年时序生产模拟。通过全年逐日滚动模拟，精准捕捉新能源弃电动态和系统消纳潜力；充分考量长时储能“电量消纳弃电、容量替代短储”的双重效益，破解长短期规划时间不统一、新能源长周期波动难平抑的难题；通过分层协调、循环迭代、分类聚合简化运算，成功解决电-热多资源协同规划“周期长、变量多、耦合强、求解难”的技术瓶颈。

(张娜带领创新工作室团队成员正在学习新型电力系统前沿技术)

　　七、科技荣誉赋能团队成长与持续技术攻坚

　　提问：您的成果先后获得电力行业科技一等奖、辽宁省科技进步二等奖，这些奖项对您和团队意味着什么？

　　张娜：对团队而言，奖项是最直接的信任与认可。尤其是年轻科研人员，看到自己参与的成果获得省部级奖励，那份职业自豪感和归属感，是无比珍贵的激励。对我而言，奖项是责任，更是传承。荣誉只是副产品，真正让我踏实的是技术落地见效、切实提升了新能源接纳能力；而真正让我自豪的是，为全省能源电力绿色转型贡献了实实在在的力量。同时，奖项也是一声发令枪，意味着旧的难题已经攻克，新的、更艰巨的技术攻坚，必须马上启程。

　　八、理论创新与工程需求协同实现科研落地

　　提问：在技术研发过程中，您是如何平衡理论创新、算法优化与电网现场实际需求的？

　　张娜：这个问题，正是科研落地的核心要害。我的平衡法则很明确：顶天立地，理论服从于可行。

　　所谓 “顶天”，就是理论创新要敢探索、有高度。面对高比例新能源、源网荷储深度联动的新型电力系统，我们主动引入鲁棒优化、人工智能等前沿理论和数学工具，深挖系统机理，破解传统规划无法应对的复杂问题，守住科研的前瞻性和科学性。

　　所谓 “立地”，就是算法优化必须贴合现场、务实可用。电网最看重安全可靠、计算高效、方案可落地，绝不能为了追求理论精度，把模型做得过度复杂。如果算法耗时大幅拉长、规划方案脱离建设实际、投资管控和调度运行无法承接，理论再完美也没有应用价值。

　　实际科研中，我坚持三层逻辑统筹平衡：核心理论层，保障规划方案的科学性与最优性；算法优化层，通过模型降维、分层解耦、逼近求解，在贴近最优解的同时提升速度和实用性；应用接口层，贴合行业规程和一线研判习惯，保留多场景比选、人工校核、参数可调等实用功能。

　　在我看来，电力科研绝不能闭门造车。理论是方向，算法是工具，系统实际需求才是最终落脚点。我们不做脱离工程的纯学术研究，不做低水平重复研究，就是要让前沿理论和优化算法真正扎根电网、服务规划运行实际。

(张娜带领研究团队青年骨干研讨核电调峰可行性及电价机制)

　　九、技术创新支撑能源转型与新能源高效消纳

　　提问：面向“双碳”目标，您的研究在推动能源转型、提升新能源接纳能力方面发挥了哪些作用？

　　张娜：面向 “双碳” 目标，我的研究始终紧扣高比例新能源消纳、电热资源协同优化这一核心，为能源转型提供技术支撑。

　　一方面，打破电、热、源、网分头规划的传统模式，建立严寒地区电热耦合系统协同规划方法，将热电联产、储热储能、机组灵活改造等资源统筹纳入规划体系，从规划前端拓宽新能源消纳空间。

　　另一方面，研发长周期生产模拟与协同规划平台，精准模拟全年新能源出力波动、电热负荷时序变化，量化各类灵活资源调节潜力，为新能源布局、网架补强、调节资源配置提供科学决策依据。

　　目前相关技术已成功应用于辽宁新能源规划、热电灵活性改造、储能配置等实际工作，有效降低弃风弃光率，提升系统调节裕度，既支撑了新能源规模化并网扩容，也为区域能源结构低碳清洁转型提供了坚实保障。

　　十、前瞻布局新型电力系统重点技术攻关方向

　　提问：未来3–5年，新型电力系统、新能源消纳领域的研究热点与关键方向是什么？您和团队下一步攻关重点是什么？

　　张娜：当前行业围绕新型电力系统已开展大量研究，未来 3-5 年，我认为有四个方向值得重点聚焦：一是主配微协同的新型电网平台构建，核心是主配微协同规划技术研发；二是长时储能技术攻关，这是构建超高比例新能源电力系统的关键支撑；三是人工智能与电力系统深度融合，推动 AI 技术从理论研究走向实际场景落地；四是耦合市场机制与政策因素的源网荷储协同规划。

　　下一步，我将带领团队继续深耕电力规划领域，聚焦上述方向持续攻坚：充分融合人工智能最新技术成果，精准耦合电力市场、政策机制等关键要素，深化主配微电网协同规划研究，以更务实、更前沿的技术成果，服务新型电力系统建设和新能源高质量消纳。

图片来源：被采访者提供

文|季绍华、孟庆杨