中國儲能網訊：
近年來
有一個新概念
大火
成為能源電力行業(yè)各大前沿論壇會議
及技術專家口中的“?？汀?
它就是——
構網型技術
何為“構網”？
這項技術到底“構”了什么？
是一張電網嗎？
這項技術
又在能源電力行業(yè)
掀起了怎樣的技術新浪潮？
01 電力系統(tǒng)新問題：
“平衡”理想遇到“雙高”沖擊，怎么辦？
對于一個安全可靠的
電力系統(tǒng)來說
最理想的電網狀態(tài)是
電壓、頻率參數“平穩(wěn)”
發(fā)電、用電電量“平衡”
可在現實中
由于一些不可控因素的影響
電網會出現電壓、頻率不穩(wěn)
甚至震蕩、故障等問題
怎么辦？
在新能源高比例并網前
也就是在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中
我們常常借助
同步發(fā)電機
（比如調相機，傳統(tǒng)的火電、水電發(fā)電機）
自帶的“慣性”
來“穩(wěn)定”電網各項參數
舉例來說
白鶴灘水電站的機組轉子
重達2200噸
當電網電壓、頻率等參數
產生波動時
機組由于自身重量大、慣性強
無法“一腳剎?！?
不易受到電壓波動的影響
會保持
相對穩(wěn)定的電壓頻率運行
從而實現系統(tǒng)維穩(wěn)的效果
如今
我國的新能源裝機規(guī)模
位居世界首位
年新增裝機容量
占全球新增總裝機容量的
一半以上
截至2024年9月底，我國新能源裝機容量突破11億千瓦，占全國發(fā)電總裝機容量37%。
數據來源：國家能源局、《中國能源大數據報告2023》
新能源裝機和電力電子化比例
快速增長
在未來
傳統(tǒng)的同步發(fā)電機
發(fā)電量和裝機占比
也將持續(xù)下降
數據來源：國家能源局、《構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)框架研究》
構網型技術
應運而生
成為“雙高”背景下
電力系統(tǒng)控制領域
一個“活力十足”的解決方案
02 構網型技術：
關鍵時刻“拉一把”的友好力量
構網型技術
又稱構網型控制（Grid-forming Control）
最早出自1997年
德國太陽能供電技術研究所
發(fā)布的一份研究報告
2021年12月
北美電力可靠性委員會
發(fā)布的白皮書中
為構網型技術
給出了指導性的定義
“構網型控制”（Grid-forming Control）
在次暫態(tài)到暫態(tài)過程中，維持內電勢相量恒定或接近恒定。由此，逆變器能夠立即響應外部系統(tǒng)變化，并在不同電網條件下保持逆變器控制的穩(wěn)定性。同時，該技術通過控制電壓相量與電網中其他設備保持同步，通過適當調節(jié)有功功率和無功功率為電網提供支撐服務。
聽起來有些復雜
翻譯一下
構網型技術
即將采用電力電子技術的設備
如儲能、靜止無功發(fā)生器（SVG）
風機、光伏等
“偽裝”成能夠
主動響應、支撐并增強電網
慣量、頻率、電壓、短路電流
且具有一定維持能力的
對電網更加友好的
獨立電源
根據電網需要
輸出電壓與頻率
讓它
也像傳統(tǒng)同步發(fā)電機一樣“穩(wěn)”
這是怎么實現的呢？
關鍵靠“構”
從上面的定義可以看出
構網型技術
“構”的并不是一張電網
構網型設備中的
變流器或逆變器
能夠模擬同步發(fā)電機的物理機理
瞬時響應
在電網有維穩(wěn)需要時
主動“拉一把”
“構”出慣量、電壓和頻率
自然激發(fā)數倍于額定的電流
為電網提供慣量支撐、電壓支撐
提高系統(tǒng)阻尼水平
抑制寬頻振蕩
增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性
03 “構網”VS“跟網”：
誰是系統(tǒng)控制“優(yōu)等生”？它好在哪里？
其實
在新型電力系統(tǒng)“雙高”特征下
最常見的新能源并網技術
除了構網型技術
還有一種與之對應的
跟網型技術
顧名思義
跟網型技術的核心是“跟”
即發(fā)電設備依賴于電網提供的
穩(wěn)定頻率和電壓參考值
并通過鎖相環(huán)技術
追蹤電網電壓相角
實現與電網的同步
但存在一定的滯后性
一旦發(fā)生極端情況
跟網型設備還會脫網自保
相對于此
構網型技術的優(yōu)勢
是顯而易見的
首先
“有擔當”
主動抗風險
電網出現故障或擾動時
可以主動
為電網提供電壓、頻率支撐
在極端情況下
構網型儲能設備
還可以作為電網的“火種”
完成“黑啟動”
讓電網“復活”
第二
“高速路”
消納更可靠
在輸電線路有限的情況下
穩(wěn)定可靠的電網
能讓新能源發(fā)的電
更多更高效地輸送到用電端
第三
“更友好”
應用范圍廣
跟網型設備跟隨電網
對電網依賴大
因此對電網要求較高
構網型技術
則可以
且更適合
在一些特殊場景下應用
例如
1.新能源基地送端電網
“雙高”設備多，故障時系統(tǒng)參數易出現大幅波動。
2.末端電網、集中接受“外來電”地區(qū)
長途傳輸，電源距離負荷中心較遠，電力傳輸過程中無功損耗加大，電網末端無功電壓支撐能力不足，系統(tǒng)不穩(wěn)。
3.偏遠地區(qū)、海島等薄弱電網
大電網不能直達，只能靠自身發(fā)電，孤網運行，抗風險能力弱，需要支撐。
04 技術現狀：
發(fā)展乘風破浪，仍需持續(xù)耕耘，只為更多可能
國內外已開展的試點和應用表明
構網型技術
是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可行方向
2012年至今
南瑞集團
持續(xù)推進構網型技術研究
主攻
構網型儲能
構網型SVG
構網型柔直技術
相關裝備
覆蓋5大產品線
近20個子產品系列
構網型SVG
2024年
南瑞集團
牽頭構網型技術登高計劃
研發(fā)的世界首套
電網側帶超容構網型SVG
成功投運
……
諸多亮眼成績的背后
是持續(xù)的耕耘和攻堅
當然
能源加速轉型的背景
對電網安全穩(wěn)定運行提出了
更高的支撐要求
構網型技術
雖然是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的
可行方向和重要路徑
但目前還有相當多的難題
亟待破解
未來
構網型技術
“構”出的不只是
清潔、安全、可靠
更是
機遇
進步
與更多的可能性
