構網型儲能緣何“走紅”

　　今年以來，構網型儲能引起業(yè)內廣泛關注。從現在常用的“跟網”到理想中的“構網”，這一轉變并不容易。但構網型儲能究竟該如何建設，仍處于“摸著石頭過河”的探索階段。

　　8月4日，青海格爾木魯能50MW/100MWh構網型儲能電站發(fā)布EPC項目總承包及儲能系統招標公告;8月1日，寧夏電力采煤沉陷區(qū)復合光伏項目配套儲能一期EPC總承包工程公開招標，項目一期100MW/200MWh儲能電站，采用構網型儲能變流升壓一體機(PCS)……

　　今年以來，構網型儲能引起業(yè)內廣泛關注。從名不見經傳的技術路線到公開招標的硬性要求，新疆、西藏等地發(fā)文鼓勵甚至強制配建。構網型儲能究竟從何而來?它具備哪些特征，能夠給電力系統帶來哪些改變?在儲能電站盈利模式尚不清晰的當前，構網型儲能又是否會增加企業(yè)的投資負擔?

　　多地要求配建構網型儲能

　　一直以來，我國構建起以火電、水電等同步電源為主導的龐大交流同步電網，有力保障了電網安全穩(wěn)定運行。但隨著新能源發(fā)電占比快速提升，電力系統逐漸呈現“雙高”(高比例可再生能源、高比例電力電子設備)特征，電力系統生產結構、運行機理、功能形態(tài)等正在發(fā)生深刻變化，低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等問題凸顯，電力系統安全穩(wěn)定運行面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

　　在新能源側的儲能系統上增加新型控制策略，使其具備同步發(fā)電機或者類似同步發(fā)電機的頻率調節(jié)和電壓控制能力，形成構網型儲能系統，是解決上述問題的可行方案。

　　目前，我國已有多地提出鼓勵或強制新能源項目配建構網型儲能。今年5月，西藏自治區(qū)發(fā)改委印發(fā)《2023年風電、光伏發(fā)電等新能源項目開發(fā)建設方案》，要求保障性并網光伏項目+儲能項目配置儲能規(guī)模不低于光伏裝機容量的20%，儲能時長不低于4小時，并按要求加裝構網型裝置。7月，西藏自治區(qū)發(fā)改委進一步下發(fā)《關于積極推動西藏電力系統構網型儲能項目試點示范應用的通知》，鼓勵在阿里地區(qū)、那曲市、日喀則市、拉薩市等地區(qū)先行先試構網型儲能。

　　無獨有偶。7月10日，新疆自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布《關于組織上報2023年獨立新型儲建設方案的通知》，提出積極探索建設構網型儲能，喀什、和田、克州、塔城、阿勒泰、巴州等地構網型儲能比例原則上不低于年度新型儲能規(guī)模的20%。

　　能源電力專家趙文瑛向《中國能源報》記者指出，構網型儲能可以有效提升電網慣量阻尼特性，為系統提供電壓和頻率支撐，在高比例可再生能源和高比例電力電子設備“雙高”特性的新型電力系統中具有廣闊的應用前景。

　　龍頭企業(yè)積極布局

　　構網型儲能是一項前沿技術，本質是通過控制變流器產生恒定的交流電壓源，從而獲得類似同步發(fā)電機一樣的運行特性。目前，美國、澳大利亞、中國等國家均積極推進相關技術的研發(fā)和示范應用。

　　華能集團清潔能源技術研究院儲能技術部業(yè)務經理成前向《中國能源報》記者介紹，自2011年構網型虛擬同步機被業(yè)內專家提出后，以日立ABB、SMA、特斯拉、西門子旗下Fluence等為代表的國際公司開展了數個構網型新能源商業(yè)示范項目。其中，澳大利亞項目較多，在實踐工程數量和規(guī)模上處于引領地位。

　　我國包括華為數字能源、南瑞繼保、遠景能源、陽光電源、科華數能、盛弘電氣、科陸電子等在內的企業(yè)已經具備或儲備了構網型儲能的技術能力，并逐步落地系統項目。去年12月31日，國內首座電網側大容量構網型儲能電站——湖北荊門新港50MW/100MWh儲能電站一期并網運行;今年5月18日，龍源電力江蘇盱胎10MW/20MWh構網型示范儲能電站順利并網運行;6月27日，中國華能研發(fā)的100MW/200MWh分散控制構網型獨立儲能電站在山東萊蕪電廠實現全容量并網。

　　南瑞繼保是最早從事構網型儲能研發(fā)設計的企業(yè)之一。“近年來，我們研制了系列化構網儲能裝備，在電網側、新能源、源網荷儲等多種應用場景進行了示范項目建設，其支撐能力已經得到實際工程的驗證。”南瑞繼保副總經理、研究院院長文繼鋒稱。

　　成前認為，示范項目的應用，對構網型儲能提升電力系統調節(jié)能力和靈活性、平抑新能源發(fā)電波動、提升系統慣量、增強電壓與頻率支撐能力、控制短路容量和改善電網阻尼特性等進行了有效驗證和探索，將加速構網型儲能技術的實踐落地。

　　推廣面臨系列難題

　　從現在常用的“跟網”到理想中的“構網”，這一轉變并不容易。

　　目前，構網型儲能有兩大實施路徑：針對存量儲能項目，企業(yè)可視評估情況對儲能系統的硬件和軟件進行更換升級;針對增量儲能項目，直接配置具有構網型儲能特性的整套儲能系統設備。但構網型儲能究竟該如何建設，仍處于“摸著石頭過河”的探索階段。

　　“當前，儲能相關的標準僅對跟網型儲能技術提出要求，構網型儲能技術作為一項新技術，還缺乏相應的標準和規(guī)范。”中關村儲能產業(yè)技術聯盟標準總監(jiān)唐亮介紹，為推動新型電力系統的發(fā)展，構網型儲能技術規(guī)范、功能要求亟待出臺。據悉，中關村儲能產業(yè)技術聯盟正在組織編寫《構網型儲能變流器技術規(guī)范》團體標準，將于近期對外公示征求意見。

　　文繼鋒指出，構網型儲能技術研發(fā)需要電力電子、電力系統等多個專業(yè)領域的深厚沉淀和深度融合，是企業(yè)綜合技術實力的體現，要經歷長期的理論研究、工程實踐的積累，技術門檻頗高。

　　據記者了解，目前，構網型儲能廠家對其技術參數和具體進展還較為保密。但構網型儲能無疑會增加軟硬件設施，抬高投資成本。根據新疆自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布的《關于組織上報2023年獨立新型儲建設方案的通知》要求，構網型儲能應具有構網控制功能，在110%額定電流下應能長期持續(xù)運行;在120%額定電流下，持續(xù)運行時間應不少于2分鐘;具備300%額定電流10秒短時過載能力。

　　業(yè)內人士透露，構網型變流器設備過流能力由1.5倍提升至3.0倍，根據不同方案，變流器成本將增加50%左右。另外，構網型儲能作為電壓源，若多臺系統并列運行、負載不均衡，可能帶來環(huán)流、搶功率等問題，影響電網穩(wěn)定運行，這對系統控制分析能力也是一大考驗。

　　以技術、標準強化內功

　　值得注意的是，西藏、新疆率先推進構網型儲能，與當地電網架構較為薄弱、暫態(tài)調節(jié)能力有待加強的現狀密切相關。在推廣困難重重、行業(yè)盈利模式尚不清晰的情況下，構網型儲能否有必要在全國范圍展開?

　　在唐亮看來，未來隨著新能源的增加，電網從安全運行角度出發(fā)，可能會逐步提出構網型儲能要求，并明確并網特性要求,指導相關系統配置設計，解決電網對新能源發(fā)電動態(tài)特性掌控能力不足的難題。

　　文繼鋒表示，構網型儲能除了具備常規(guī)儲能的功能外，還可以解決新能源并網點短路比低導致的無法并網問題，提升新能源送出能力，提升電力系統穩(wěn)定性，在一定程度上可以減少企業(yè)的負擔，或成為未來儲能系統的基本技術要求。此外，除了調峰調頻等功能外，構網型儲能還具備短路容量支撐、慣性支撐等能力，建議在輔助服務市場等方面予以政策支持。

　　趙文瑛認為，若電力系統中全部是構網型設備，電網的控制難度較大。構網型儲能更適合“雙高”結構的電力系統，其在推廣應用中也要統籌考慮新能源、電網等不同主體的訴求?；陲L光強制配儲本身缺乏經濟性且利用率有限，構網型儲能暫時還不具備全面推廣條件。

　　趙文瑛進一步指出，構網型技術在發(fā)展過程中要重點提升變流器過流能力，加強技術創(chuàng)新，降低成本。選擇合適參數的換流器容量和電壓等級，降低控制難度。在系統層面，統籌構網型設備和主動支撐型設備的合理配置。此外，盡快建立系統分析方法和控制算法驗證體系，以標準支撐構網型儲能從理論示范走向工程應用。

　　中國能源報 記者 盧奇秀