9月10日,北方工業大學儲能技術研究中心李建林教授在“ 2025儲能市場化創新應用論壇 ”上作了題為《構網型儲能系統關鍵技術研究》的主題分享,系統闡述了構網型儲能在新型電力系統中的核心作用、關鍵技術突破及規模化應用進展。
李建林教授指出,在新型電力系統下,新能源發展迅猛,風電光伏發電裝機量占比已接近60%。以往電力系統可消納風電光伏的隨機波動,但隨著其比例不斷攀升,且儲能也通過變流器并入電網,導致電力系統慣量不足,面臨諸多挑戰。
一方面,傳統火電調頻已難以滿足需求,風電光伏雖具備一定調頻能力但不夠,借助儲能以構網模式運行可大幅提升調頻能力。另一方面,在故障條件下,需要可靠的電源提供支撐。目前業界達成共識,先進的構網儲能技術、提升風電光伏自身構網能力以及儲能作為構網主力軍是解決問題的關鍵方向。
在構網型儲能核心技術探索方面,李建林教授提到,其團隊針對跟網型控制進行了大量研究,包括構網在電網中所占比例、跟網與構網策略切換等。由于風電光伏設計時未考慮構網模式,背靠背變流器控制和通訊協議修改難度大,需要多種電源配合支撐區域電網。
目前,風電光伏自身通過控制策略可具備構網技術,且風電光伏混合構網模式也是重要運行方式,但需解決無功電壓支撐能力受限和同步失穩問題。構網控制原理是通過控制手段讓新能源和儲能模擬同步機特性,增強電網和新能源接入能力。在拓撲結構上,業界有低壓和高壓直掛式等多種做法,如湖北的低壓方案和福建寧德的直流高壓方案等。
構網型儲能的關鍵技術涵蓋多個方面。李建林教授表示,在控制策略上,不能一成不變,單機模式有時不足,需采用多機并聯模式,且要根據外部電壓變化調整策略。光儲構網控制和風儲構網控制備受關注,李建林教授團隊針對構網型儲能系統控制策略進行了下垂控制、虛擬同步控制、匹配控制、虛擬振蕩器控制等仿真和驗證,并實現了外界參數變化時的策略切換。
多機并聯控制方面,構網控制作為電壓源控制,并聯時需特殊處理功角、相位等問題,協調控制策略至關重要。實際控制中,通過無功和無功的解耦、匹配控制等提升系統 DDHR 能力,還可讓儲能部分運行在跟網模式、部分在構網模式,并合理切換指令分解系數和權重。光儲構網控制中,光伏電站加裝儲能單元后,需實現光伏和儲能的配合,提升光儲系統構網能力。風電和儲能配合時,也有諸多核心技術需掌控,如在甘肅干河口的實踐項目中,在直流側加超級電容器、交流側加儲能單元,增強了機組構網能力。
當前,構網型儲能已有眾多經典示范工程。據李建林教授梳理,2025年整個構網儲能規模達10GW級,國際國內對其高度重視,大部分招投標都要求具備構網功能。構網儲能可在綠電直連弱網等場景發揮重要作用,幫助電網渡過難關,促進周邊新能源接入。近年來,陸續有許多構網儲能項目發揮關鍵作用,如湖北荊門的項目在業界頗具影響力。
面對眾多構網型儲能項目,管控成為關鍵。李建林教授團隊與新能源電網公司共同起草了《構網型儲能系統并網技術規范》和《構網型儲能并網測試規范》兩個重要標準。這兩個標準提出了電壓響應、慣性時間常數、阻尼特性等核心指標,要求 24 小時達標才視為合格構網型儲能電站。目前,電動技術學會標委會有 100 項左右標準,對外頒布 60 多項,這些標準將有力規范構網型儲能行業發展。
李建林教授總結道,構網型儲能可提升新型電力系統的慣量、穩定電壓、支撐頻率,是破解現有儲能建而不用、利用率低下問題的有效途徑。未來,百 MW 級、GW 級構網儲能將逐步成為儲能領域的主力軍。
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