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穆钢教授是我国电力系统安全经济运行与大规模风电联网研究领域的著名专家。在电力系统安全经济运行分析方面，针对负荷预报和暂态稳定分析等难题，提出了多种具有原创性的定量评价方法；针对我国风电快速发展带来的“源-网”协调难题，提出了风电联网规划和“源-网”协调优化调度等新方法。研究成果应用于我国多个电网调度中心和主要风电基地，取得显著的经济和社会效益。获国家科技进步二等奖1项，省部级一、二等奖5项。获授权发明专利7项、软件著作权2项。发表论文139篇。
其工程科技方面的主要成就与贡献如下：
一、
提出定量评价新方法对电力系统安全经济运行做出突出贡献
㈠提出了负荷预报中负荷规律性评价理论
负荷预报是电力系统安全经济运行的基础。负荷预报的准确度既与预报方法有关，也与负荷自身的规律性有关。研究负荷的规律性并揭示其与预报准确度的关系是一个难题。
穆钢率先提出了负荷预报中负荷规律性评价理论，分析了负荷预报模型构成与预报误差之间的关系，构建了基于最小建模误差统计特性的负荷规律性评价方法，给出了对负荷预报准确度上限的有效估计，不同类型负荷的预报准确度上限反映了其规律性的差异。
所研发的预报系统应用于东北电网等大区、省、市电网，长期运行的负荷预报准确率处于国内先进水平。研究成果获2003年吉林省科技进步二等奖。
㈡提出了基于PMU的电力系统潮流直接解法和状态估计精度评估方法
基于GPS/北斗的同步相量测量单元（PMU）可高精度采集电力系统的实时信息，这给电力系统的计算和监测带来何种新变化亟待研究。
穆钢提出了基于PMU量测的潮流方程直接（非迭代）求解算法和相应的PMU最优配置算法，实现了对非线性代数方程组的非迭代求解；提出了分析PMU量测对改进SCADA状态估计精度贡献的评估模型，建立了基于改进精度贡献的PMU优化配置判据，构成了高精度的WAMS（PMU）和SCADA混合量测系统。
电力系统潮流直接求解算法的应用，避免了迭代运算，计算速度提高20倍以上；最优配置算法节省了PMU配置。研究成果应用于东北电网公司在线安全评估系统，取得5900万元的经济效益。研究成果获2008年吉林省科技进步二等奖。
㈢创建了基于动态过程轨迹的电力系统暂态稳定分析方法
电力系统在运行中难免遭受故障冲击。在安排运行方式时，应确保系统承受规程规定的考核故障冲击而不失稳，才能防范事故蔓延导致电力系统崩溃。传统的基于数值仿真的暂态稳定分析，不能评价稳定裕度，会导致保守的运行方式安排。直接法对稳定性的定量评价必须借助于事先算出的临界能量，而计算临界能量受制于模型选择且算法繁杂。能否仅根据动态过程轨迹来定量评价暂态稳定性是一个难题。穆钢创建的轨迹分析法取得了重要突破。
深入研究了大扰动激励下电力系统动态轨迹的内在动力学特征，提出了定义在动态轨迹上的暂态能量函数，创建了不依赖于临界能量、仅根据动态轨迹定量评价暂态稳定性的轨迹分析法，开辟了基于动态轨迹研究电力系统暂态稳定性的新领域。
根据轨迹分析法开发的应用系统PSSA2.0，应用于东北电网等4个省级以上调度中心，年经济效益9957万元。成果被鉴定为“国际领先”，获2008年国家科技进步二等奖。
在输电系统网损的概率评估法、电力系统低频振荡的信号能量分析法和电力系统轨迹灵敏度计算的卷积法等方面也开展了研究。
二、
提出大规模风电联网规划及调度新方法，为促进可再生能源利用做出重要贡献
进入本世纪以来，我国风力发电高速发展，现风电装机容量已跃居世界第一。穆钢带领团队从2004年起开展相关研究，为大规模风电安全高效联网做出了贡献。
㈠ 提出了大规模风电场群功率汇聚外送输电容量优化规划新方法
“集中开发、汇聚外送”是我国风电发展的主要方式。风电具有低能量密度的特征，风电场群覆盖地域面积大，若按风电场群总装机容量设计汇聚外送输电容量，会造成过度投资，输电资产利用率低。
穆钢提出了风电汇聚外送输电容量规划的新方法。揭示了风电机组-风电场-风电场群输出功率时空分布的汇聚效应，给出了定量描述方法。构建了计及“源-网”双边收益的大型风电基地功率汇聚外送输电容量优化目标函数，优化结果显著降低电网投资，提高输电资产的收益和利用率。
获授权发明专利1项，应用于吉林电网风电汇聚外送输电规划，节省建设经费22亿元，输电资产年收益由1.86亿元提高到2.92亿元，提高57%。
㈡ 提出了双馈型风电机群连锁脱网分析方法,揭示了非低电压连锁脱网机理
近年来我国风电机组大面积连锁脱网事件屡有发生，影响了风电场本身和电网的安全运行。由于风电机组参数难获得、运行状态复杂多变，连锁脱网的机理尚待厘清。
穆钢2007年主持了国内首例风电机组联网短路试验方案设计，并实施了现场试验，获得了与脱网相关的风电机组主要参数。深入研究了风电机组运行工况、外扰强度与撬杠保护动作裕值等因素与诱发连锁脱网的关系，提出了计算连锁脱网时序过程的断面潮流计算方法。首次揭示了双馈型风电机群近满载工况下非低电压连锁脱网的机理，突破了风电连锁脱网只能由低电压扰动诱发的传统观念。提出了防范风电机群连锁脱网的措施。所提出的方法已用于国内主要风电基地的连锁脱网故障分析和防范措施校核。
㈢ 提出大规模风电接入对电力系统频率安全影响的分析方法
为评价大规模风电联网对电力系统频率安全的影响，提出了基于实测轨迹的电力系统频率动态建模方法、最大频差相等的风电功率波动特性等效方法和容许频差约束下电网风电接纳能力评估方法，准确评估了风电接入对电力系统频率的影响。成果应用于东北电网、吉林电网。应用频差约束方法使吉林电网多接入风电59.4万千瓦,年增收4.4亿元，为电网创效益4470万元。研究成果获2012年吉林省科技进步二等奖。
㈣ 提出了旨在提高风电利用水平并确保电网安全的“源-网”协调调度方法
在风电快速发展、电网建设滞后的场景下，“源(风电)-网”矛盾尖锐显现，导致部分风电机组弃风或待联网。
针对传输能力受限且有待用风电机组的电网（CG-SWG），以充分挖掘电网输送风电的潜能为目标，提出了以风电期望发电功率与电网安全约束相匹配的“源-网”协调风电调度新方法，提出了度量“源-网”协调程度的指标。
对吉林风电基地运行方式的评估表明，在电网约束导致严重弃风的方式下，新方法提高并网风电机容量、风电发电量和输电设施利用率50%以上，减少了弃风，实现源网双赢。
三、
人才培养和队伍建设
长期耕耘在工程教育领域，注重工程科学研究与工程人才培养和团队建设的紧密结合。提出了突出“一实两创（实践能力、创新意识、创业精神）”特色的应用型人才培养模式，提出了“突出工程、强化实践”的电力系统分析课程改革方案，研究成果分别于2005年、2009年获国家级教学成果二等奖。
主持的《电力系统分析》被评为国家级精品课，作为负责人的教学团队被评为国家级教学团队，已培养博士12人。
注重科研团队的凝聚和建设。穆钢为带头人的“复杂电力系统安全运行分析与控制”团队2011年入选教育部创新团队。
穆钢教授先后获全国杰出专业技术人才（2009）、国家有突出贡献的中青年专家（1996）、首批新世纪百千万人才国家级人选（2004）、国家教学名师（2009）、全国优秀科技工作者（2010）、吉林省特等劳动模范（2009）等称号，是中央直接掌握联系高级专家。已公示为国家“特支计划”教学名师候选人。
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