中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
近年來(lái)
有一個(gè)新概念
大火
成為能源電力行業(yè)各大前沿論壇會(huì)議
及技術(shù)專家口中的“常客”
它就是——
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
何為“構(gòu)網(wǎng)”？
這項(xiàng)技術(shù)到底“構(gòu)”了什么？
是一張電網(wǎng)嗎？
這項(xiàng)技術(shù)
又在能源電力行業(yè)
掀起了怎樣的技術(shù)新浪潮？
01 電力系統(tǒng)新問(wèn)題：
“平衡”理想遇到“雙高”沖擊，怎么辦？
對(duì)于一個(gè)安全可靠的
電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)
最理想的電網(wǎng)狀態(tài)是
電壓、頻率參數(shù)“平穩(wěn)”
發(fā)電、用電電量“平衡”
可在現(xiàn)實(shí)中
由于一些不可控因素的影響
電網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)電壓、頻率不穩(wěn)
甚至震蕩、故障等問(wèn)題
怎么辦？
在新能源高比例并網(wǎng)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(jī)
（比如調(diào)相機(jī)，傳統(tǒng)的火電、水電發(fā)電機(jī)）
自帶的“慣性”
來(lái)“穩(wěn)定”電網(wǎng)各項(xiàng)參數(shù)
舉例來(lái)說(shuō)
白鶴灘水電站的機(jī)組轉(zhuǎn)子
重達(dá)2200噸
當(dāng)電網(wǎng)電壓、頻率等參數(shù)
產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)
機(jī)組由于自身重量大、慣性強(qiáng)
無(wú)法“一腳剎?！?
不易受到電壓波動(dòng)的影響
會(huì)保持
相對(duì)穩(wěn)定的電壓頻率運(yùn)行
從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維穩(wěn)的效果
如今
我國(guó)的新能源裝機(jī)規(guī)模
位居世界首位
年新增裝機(jī)容量
占全球新增總裝機(jī)容量的
一半以上
截至2024年9月底，我國(guó)新能源裝機(jī)容量突破11億千瓦，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量37%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家能源局、《中國(guó)能源大數(shù)據(jù)報(bào)告2023》
新能源裝機(jī)和電力電子化比例
快速增長(zhǎng)
在未來(lái)
傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)
發(fā)電量和裝機(jī)占比
也將持續(xù)下降
數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家能源局、《構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)框架研究》
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
應(yīng)運(yùn)而生
成為“雙高”背景下
電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域
一個(gè)“活力十足”的解決方案
02 構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)：
關(guān)鍵時(shí)刻“拉一把”的友好力量
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
又稱構(gòu)網(wǎng)型控制（Grid-forming Control）
最早出自1997年
德國(guó)太陽(yáng)能供電技術(shù)研究所
發(fā)布的一份研究報(bào)告
2021年12月
北美電力可靠性委員會(huì)
發(fā)布的白皮書中
為構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
給出了指導(dǎo)性的定義
“構(gòu)網(wǎng)型控制”（Grid-forming Control）
在次暫態(tài)到暫態(tài)過(guò)程中，維持內(nèi)電勢(shì)相量恒定或接近恒定。由此，逆變器能夠立即響應(yīng)外部系統(tǒng)變化，并在不同電網(wǎng)條件下保持逆變器控制的穩(wěn)定性。同時(shí)，該技術(shù)通過(guò)控制電壓相量與電網(wǎng)中其他設(shè)備保持同步，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率為電網(wǎng)提供支撐服務(wù)。
聽(tīng)起來(lái)有些復(fù)雜
翻譯一下
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
即將采用電力電子技術(shù)的設(shè)備
如儲(chǔ)能、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）
風(fēng)機(jī)、光伏等
“偽裝”成能夠
主動(dòng)響應(yīng)、支撐并增強(qiáng)電網(wǎng)
慣量、頻率、電壓、短路電流
且具有一定維持能力的
對(duì)電網(wǎng)更加友好的
獨(dú)立電源
根據(jù)電網(wǎng)需要
輸出電壓與頻率
讓它
也像傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣“穩(wěn)”
這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
關(guān)鍵靠“構(gòu)”
從上面的定義可以看出
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
“構(gòu)”的并不是一張電網(wǎng)
構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備中的
變流器或逆變器
能夠模擬同步發(fā)電機(jī)的物理機(jī)理
瞬時(shí)響應(yīng)
在電網(wǎng)有維穩(wěn)需要時(shí)
主動(dòng)“拉一把”
“構(gòu)”出慣量、電壓和頻率
自然激發(fā)數(shù)倍于額定的電流
為電網(wǎng)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(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
03 “構(gòu)網(wǎng)”VS“跟網(wǎng)”：
誰(shuí)是系統(tǒng)控制“優(yōu)等生”？它好在哪里？
其實(shí)
在新型電力系統(tǒng)“雙高”特征下
最常見(jiàn)的新能源并網(wǎng)技術(shù)
除了構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
還有一種與之對(duì)應(yīng)的
跟網(wǎng)型技術(shù)
顧名思義
跟網(wǎng)型技術(shù)的核心是“跟”
即發(fā)電設(shè)備依賴于電網(wǎng)提供的
穩(wěn)定頻率和電壓參考值
并通過(guò)鎖相環(huán)技術(shù)
追蹤電網(wǎng)電壓相角
實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的同步
但存在一定的滯后性
一旦發(fā)生極端情況
跟網(wǎng)型設(shè)備還會(huì)脫網(wǎng)自保
相對(duì)于此
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
是顯而易見(jiàn)的
首先
“有擔(dān)當(dāng)”
主動(dòng)抗風(fēng)險(xiǎn)
電網(wǎng)出現(xiàn)故障或擾動(dòng)時(shí)
可以主動(dòng)
為電網(wǎng)提供電壓、頻率支撐
在極端情況下
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能設(shè)備
還可以作為電網(wǎng)的“火種”
完成“黑啟動(dòng)”
讓電網(wǎng)“復(fù)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(wǎng)
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(yīng)用范圍廣
跟網(wǎng)型設(shè)備跟隨電網(wǎng)
對(duì)電網(wǎng)依賴大
因此對(duì)電網(wǎng)要求較高
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
則可以
且更適合
在一些特殊場(chǎng)景下應(yīng)用
例如
1.新能源基地送端電網(wǎng)
“雙高”設(shè)備多，故障時(shí)系統(tǒng)參數(shù)易出現(xiàn)大幅波動(dòng)。
2.末端電網(wǎng)、集中接受“外來(lái)電”地區(qū)
長(zhǎng)途傳輸，電源距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，電力傳輸過(guò)程中無(wú)功損耗加大，電網(wǎng)末端無(wú)功電壓支撐能力不足，系統(tǒng)不穩(wěn)。
3.偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島等薄弱電網(wǎng)
大電網(wǎng)不能直達(dá)，只能靠自身發(fā)電，孤網(wǎng)運(yùn)行，抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱，需要支撐。
04 技術(shù)現(xiàn)狀：
發(fā)展乘風(fēng)破浪，仍需持續(xù)耕耘，只為更多可能
國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展的試點(diǎn)和應(yīng)用表明
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可行方向
2012年至今
南瑞集團(tuán)
持續(xù)推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)研究
主攻
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能
構(gòu)網(wǎng)型SVG
構(gòu)網(wǎng)型柔直技術(shù)
相關(guān)裝備
覆蓋5大產(chǎn)品線
近20個(gè)子產(chǎn)品系列
構(gòu)網(wǎng)型SVG
2024年
南瑞集團(tuán)
牽頭構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)登高計(jì)劃
研發(fā)的世界首套
電網(wǎng)側(cè)帶超容構(gòu)網(wǎng)型SVG
成功投運(yùn)
……
諸多亮眼成績(jī)的背后
是持續(xù)的耕耘和攻堅(jiān)
當(dāng)然
能源加速轉(zhuǎn)型的背景
對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了
更高的支撐要求
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
雖然是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的
可行方向和重要路徑
但目前還有相當(dāng)多的難題
亟待破解
未來(lái)
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)
“構(gòu)”出的不只是
清潔、安全、可靠
更是
機(jī)遇
進(jìn)步
與更多的可能性
