10倍配資 新型電力系統“三高”特征下，構網技術堪當“良藥”？

　　2023年8月15日，巴西發生大面積停電事故，損失電力占總負荷的31%。在事故前，事故源頭所在地的風電出力占比高達73%。

　　2023年12月23日，由于英國和法國之間的一個高壓傳輸線路突然跳閘，英國電網在瞬間損失了1GW的電力，系統頻率從50赫茲驟降至49.3赫茲。

　　這是兩起典型的因風光比例在電力系統中的占比畸高所引發的電力事故。

　　而在英國電網的事故中，由于陽光電源位于英國的多個兆瓦時儲存電站在事故發生的一秒內迅速響應，提供柔性的慣量支撐，使得5分鐘之內電網頻率從49.3赫茲恢復至正常運行范圍，避免了大規模停電事故。

　　這就是構網技術的“神奇之處”。

　　事實上，這一技術目前已經在許多國家受到重視。以澳大利亞為例，該國因電力系統存在輸電距離遠、可再生能源滲透率高的特征，為實現電力供給的安全穩定，提出大力發展構網型技術。

　　構網技術需求日漸迫切

　　構網型技術并非新詞，最早以“構網型控制（Grid-forming Control）”一詞，于1997年由德國太陽能供電技術研究所提出。

　　2021年12月，北美電力可靠性組織（NERC）在其發布的白皮書《構網型技術——大規模電力系統可靠性探討》中，對構網技術進行過定義。

　　其定義為“在次暫態到暫態過程中，維持內電勢相量恒定或接近恒定。它使得逆變器后資源能夠立即響應外部系統的變化，并在不同的電網條件下保持逆變器后資源控制的穩定性。同時，它必須控制電壓相量以保持與電網中其他設備的同步，還須適當調節有功功率和無功功率以為電網提供支撐服務。”這一概念目前被廣泛沿用。

　　在國內，構網技術近些年來被政策文件密集提及。

　　這是因為，在我國，新型電力系統除了同樣面臨“高比例新能源+高比例電力電子設備”的“雙高”特征，還將疊加“高比例特高壓直流輸電”這一因素。“三高”特征下，提升新型電力系統整體的安全效率水平尤為重要，構網技術于是進入了更主流的視野。

　　2023年，國家能源局發布的《關于組織開展可再生能源發展試點示范的通知》在技術創新類項目方面提及了，包括新能源加儲能構網型技術示范，主要支持構網型風電、構網型光伏發電、構網型儲能、新能源低頻組網送出等技術研發與工程示范。

　　《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》（下稱《行動方案》）提出，根據高比例新能源電力系統運行需要，選擇典型場景應用構網型控制技術。

　　中國工程院院士舒印彪在對《行動方案》進行解讀時談到，從電網新技術來看，要推進構網型技術應用，提升系統整體安全效率水平。

　　舒印彪認為，構網型技術對于電網送端“沙戈荒”高比例新能源地區、受端“空心化”地區均有廣泛的應用需求。

　　具體來看，構網型設備控制策略與參數的靈活性使其可以適用于多場景穩定問題。舒印彪認為，要明確不同地區電網運行的主要矛盾，在沙戈荒等高比例新能源外送地區可配置構網型技術設備抑制暫態過電壓，在負荷中心可配置構網型技術設備提升系統短路容量，在弱交流電網可試點配置構網型設備提升保供能力和有功快速調節能力。

　　遠景儲能首席技術官徐中華告訴21世紀經濟報道記者，當前來說，做好構網核心技術之一在變流器。變流器首先自己要能夠作為一個非常智能和靈活的發動機，無論是在強網還是弱網的環境下，都可以自適應按照既定的頻率和電壓運轉。正如定速巡航一樣，阻力和摩擦力變大，自動加大功率，反之受到阻力的時候能夠減速還能夠吸收能量。不僅如此，建立和維持電壓與頻率穩定也變成了是他的第一責任。

　　“當儲能電站的規模到百兆瓦級以上時，場站裝備的PCS設備數量少則數十臺，多則數百臺，構網組織就演變成了一個兵團、一支艦隊，如何做到集群構網能力，也就是大家如何做到步頻一致，步幅一致，相對位置也保持一致，一旦掉隊，還要立馬跟上隊伍。這才是構網在實際應用中要面對的更加核心、更加艱巨的挑戰。”徐中華解釋。

　　構網技術已成企業“香餑餑”

　　值得一提的是，隨著新型儲能技術的不斷迭代，具有構網能力的新型儲能系統正在噴涌而出。

　　這是因為，“儲能由于具有相對穩定的能量作支撐，且可瞬間自然釋放，是實現構網型技術的天然載體。”中國電力科學研究院儲能與電工新技術研究所教授級高級工程師許守平在一場會議上公開談及。

　　2023年至今，新疆、西藏、江蘇等地方相繼發布了探索建設構網型儲能相關政策文件，支持構網型儲能等技術研發與工程示范。

　　需求方面，據GGII（高工產業研究院）數據，2024年以來我國構網型儲能招標規模達到1.468GW/4.613GWh。在西藏、青海等新能源接入比例高的地區，構網型儲能需求在提高。2024年以來，西藏招標、開工的項目有11個，容量規模達到1.15GWh。

　　值得一提的是，2024年，構網型儲能產品，顯然將成為各企業不可忽視的競爭力，成為產品布局的主要方向之一。

　　2023年3月，陽光電源就推出了以光儲構網型控制技術為核心的《干細胞電網技術白皮書》。

　　近日，華為智能組串式構網型儲能系統關鍵技術及應用通過技術鑒定，并有多個項目進行實證。

　　科華數據子公司科華數能也推出了全新一代的智慧液冷儲能系統，并已率先通過全項構網型儲能并網性能測試。

　　近日，遠景儲能發布了其系統級儲能產品，意在推動AI與構網技術融合。據悉，遠景儲能自研的GenGrid生成式電網技術，“1+4”全棧構網，通過對源側、網側、用戶側數據的感知和識別，結合歷史數據大模型，可實現自主調校慣量、阻抗、頻率、電壓等參數，靈活適應孤網、弱網、新能源大基地等各種場景，支持100%新能源電力系統。

　　業內普遍認為，構網型技術的研發既需要企業在電力電子技術領域內的長期深耕，也需要在實踐項目中積累經驗。

　　從技術價值的角度出發，科華數能副總裁兼技術中心總經理曾春保認為：“構網型儲能系統對客戶的收益有重要影響，目前最顯性的收益是提升短路容量比能力。接納光伏發電的電網，要求新能源發電企業要配調相機，配調相機的作用就是為了解決短路比的問題，而儲能系統就能解決這一問題，同期還降低了運維成本，這就為構網項目帶來巨大收益。尤其是微網項目，離網條件下依靠光伏+儲能+柴油發電機，構網價值更高。”

　　從構網技術的能力方面，南瑞繼保認為，除了業內許多企業宣傳的具備構網技術所關注的無功支撐，其公司還在關注構網儲能在有功的瞬時分擔方面以及對于頻率的支撐方面的能力。此外，南瑞繼保在成功研制和應用構網儲能的基礎上，為了解決暫態電壓穩定和支撐問題，還將構網技術拓展應用到了靜止同步調相機和構網SVG（靜態無功補償器）上。

　　隨著該技術的探索與應用，行業標準的制訂也在路上。21世紀經濟報道記者注意到，2023年12月27日，中國電工技術學會正式批準發布《構網型儲能系統并網技術規范》（T/CES243-2023）和《構網型儲能系統并網測試規范》（T/CES244-2023）2項團體標準，這是全國首次發布構網型儲能技術領域的團體標準。

　　2024年7月1日，我國將正式執行推薦國標《電化學儲能系統儲能變流器技術規范》（GB/T 34120-2023），針對PCS在電網穩定支撐能力方面，提出了更多的指標要求。

　　不過，當前構網型技術尚處于規模化發展早期。

　　舒印彪也指出，要完善支持構網型技術應用的機制建設。目前10倍配資，構網型技術快速發展，但相關配套機制較為滯后。要進一步健全適應構網型技術主體開展交易和調度的基本規范，完善電力輔助服務市場產品體系、準入條件、交易方式和補償標準，體現構網型技術主動支撐電網電壓、頻率、功角穩定和新能源配置消納的多維度價值。