構網型儲能技術發(fā)展趨勢與前景分析

　　隨著新型電力系統(tǒng)的深入構建，新能源在電力體系中的占比日益攀升。截至2023年底，風電、太陽能裝機容量已占據(jù)全國電源裝機的三分之一，發(fā)電量占比亦達到15%。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《2024年能源工作指導意見》，預計至2024年底，這一比例將進一步提升至17%以上。隨著風電、光伏發(fā)電占比的持續(xù)提升，電力系統(tǒng)的運行模式正經歷著深刻的變革。特別是在西藏、新疆、甘肅、寧夏等新能源占比高、電網基礎相對薄弱的地區(qū)，以及依托沙漠、戈壁、荒漠建設的新能源大基地送端，面臨著諸多挑戰(zhàn)，如多站短路比過低、寬頻震蕩、慣量水平不足以及電壓和功角穩(wěn)定性差等問題。

　　在這樣的背景下，構網型儲能技術應運而生，成為行業(yè)的關注焦點。構網型儲能，顧名思義，即指那些能夠構建并維持輸出電壓和頻率，以電壓源特性運行，并在電網故障時主動支撐電網的儲能系統(tǒng)。當前，南瑞繼保、華為、陽光電源、科華數(shù)能等主流廠家紛紛推出具備構網能力的儲能設備，并在部分項目中得到了實際應用。同時，新疆、西藏等地的構網型儲能項目已開展人工短路試驗，以驗證其對電力系統(tǒng)的主動支撐能力。

　　然而，構網型儲能技術尚處于發(fā)展的初期階段，行業(yè)內尚未形成統(tǒng)一的技術要求。通過觀察主流廠家的構網型儲能技術，我們可以窺見當前及未來構網型儲能技術的發(fā)展態(tài)勢。

　　首先，構網型儲能需具備一定的短時過載能力。當電網發(fā)生暫態(tài)故障時，構網型儲能能夠通過提供短時過載能力，主動支撐電網，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。目前，行業(yè)普遍要求儲能系統(tǒng)在3倍過載時能夠提供10秒的支撐能力。盡管關于短時過載持續(xù)時間的討論仍在繼續(xù)，但提供短時的過載能力已成為構網型儲能與常規(guī)跟網型儲能的主要區(qū)別，同時也是影響設備價格的重要因素。

　　常規(guī)儲能電站的PCS通常具備1.1倍過載長期運行、1.2倍過載1-2分鐘運行以及1.5倍過載10秒左右的能力。為滿足儲能系統(tǒng)的短時過載要求，行業(yè)普遍采用“超配”PCS的方式。據(jù)調研了解，為滿足3倍10秒的過載能力，行業(yè)一般將PCS超配2-2.5倍。

　　其次，構網型儲能的PCS控制策略也與傳統(tǒng)儲能有所不同。常規(guī)跟網型儲能主要運行于電流源模式，依賴于鎖相環(huán)PLL跟隨電網電壓和相位。而構網型儲能則運行于電壓源模式，在電力系統(tǒng)發(fā)生擾動或故障時，能夠提供有功和無功的暫態(tài)支撐能力，有效抑制電壓和頻率的快速變化。因此，構網型儲能在控制策略上需具備快速電壓支撐、慣量響應、一次調頻、阻尼控制、相角跳變耐受、故障穿越以及黑啟動等能力。

　　最后，隨著構網型儲能技術的廣泛應用，其保護定值也需進行相應調整。由于構網型儲能需具備短時過載能力以及故障或離網的主動支撐能力，儲能系統(tǒng)及涉網的保護定值需重新設定。例如，BMS、斷路器等設備的過電流保護定值需調整以躲過短時過載電流，同時需校驗保護的配合和選擇性，確保在復雜電網環(huán)境下仍能準確、快速地響應各種故障情況。

　　雖然構網型儲能作為新興技術仍處于探索階段，電網的需求尚未完全明確，相關的規(guī)程規(guī)范也尚未建立，儲能系統(tǒng)的標準配置和做法尚未統(tǒng)一。但構網技術無疑是支撐新型電力系統(tǒng)建設的“剛需”。未來，構網型儲能在單體PCS的過載能力、控制算法、仿真建模等方面將進一步進行技術提升和優(yōu)化，以滿足不同電網或地區(qū)差異化的構網要求。我們有理由相信，隨著技術的不斷進步和應用的不斷拓展，構網型儲能將在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用，為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行提供有力支撐。

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