構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

　　隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，新能源在電力系統(tǒng)中的占比將逐步提升。截至2023年底，風(fēng)電、太陽能裝機占全國電源裝機占比達(dá)到36%，發(fā)電量占比為15%。國家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導(dǎo)意見》提出，到2024年底，風(fēng)電、太陽能發(fā)電量占全國發(fā)電量的比重達(dá)到17%以上。

　　隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)中占比的逐步提升，電力系統(tǒng)的運行模式發(fā)生深刻改變，特別是在西藏、新疆、甘肅、寧夏在新能源高占比、電網(wǎng)相對薄弱的地區(qū)，以及依托沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)建設(shè)的新能源大基地送端，面臨著多場站短路比過低、寬頻震蕩、慣量水平低、電壓和功角穩(wěn)定性差等問題。

　　構(gòu)網(wǎng)型儲能一般指構(gòu)建并維持輸出電壓和頻率，以電壓源特性運行，主動支撐電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，特別是在電網(wǎng)發(fā)生故障時主動支撐電網(wǎng)。

　　構(gòu)網(wǎng)型儲能是行業(yè)目前關(guān)注的熱點，南瑞繼保、華為、陽光電源、科華數(shù)能等主流廠家均推出具備構(gòu)網(wǎng)能力的儲能設(shè)備，在部分項目中已得到應(yīng)用。同時，新疆、西藏等地的構(gòu)網(wǎng)型儲能項目已開展人工短路試驗，驗證構(gòu)網(wǎng)型儲能對電力系統(tǒng)的主動支撐能力。

　　構(gòu)網(wǎng)型儲能尚處于起步階段，行業(yè)尚未建立統(tǒng)一的構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)要求，通過觀察主流廠家的構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)，探索當(dāng)前和未來構(gòu)網(wǎng)型儲能的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢。

　　首先，構(gòu)網(wǎng)型儲能應(yīng)具備一定的短時過載能力。在電網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)故障時，構(gòu)網(wǎng)型儲能通過提供短時過載能力提供有功和無功，主動支撐電網(wǎng)。行業(yè)目前普遍要求儲能系統(tǒng)在3倍過載時可提供10秒的支撐能力，盡管短時過載持續(xù)時間行業(yè)仍有爭議，但提供短時的過載能力仍是構(gòu)網(wǎng)型儲能與常規(guī)跟網(wǎng)型儲能的主要差別，也是影響設(shè)備價格的主要因素。

　　常規(guī)儲能電站PCS普遍具備1.1倍過載長期運行，1.2倍過載1-2min的運行能力，1.5倍10秒左右的過載能力。為實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的短時過載能力，一般通過常規(guī)PCS“超配”的模式來滿足過載要求，通過調(diào)研了解，為滿足3倍10s的過載能力，行業(yè)一般將PCS超配2-2.5倍。

　　其次，構(gòu)網(wǎng)型儲能PCS控制策略不同。常規(guī)跟網(wǎng)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(wǎng)電壓和相位，構(gòu)網(wǎng)型儲能運行于電壓源模式，在電力系統(tǒng)發(fā)生擾動或故障時，提供有功和無功的暫態(tài)支撐能力，抑制電壓和頻率的快速變化，一般來說，構(gòu)網(wǎng)型儲能在控制策略上需具備快速電壓支撐、慣量響應(yīng)、一次調(diào)頻、阻尼控制、相角跳變耐受、故障穿越、黑啟動等能力。

　　最后，構(gòu)網(wǎng)型儲能保護(hù)定值需進(jìn)行適應(yīng)。由于構(gòu)網(wǎng)型儲能需具備短時過載能力(例如3倍10s)以及故障或離網(wǎng)的主動支撐能力，儲能系統(tǒng)及涉網(wǎng)的保護(hù)定值需進(jìn)行適應(yīng)。例如，BMS、斷路器等設(shè)備的過電流保護(hù)定值需躲過短時過載電流，同時需校驗保護(hù)的配合和選擇性。

　　構(gòu)網(wǎng)型儲能作為新興技術(shù)，行業(yè)仍處于探索的階段，電網(wǎng)的需求尚未明確，相關(guān)的規(guī)程規(guī)范尚未建立，儲能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置和做法尚未統(tǒng)一，但構(gòu)網(wǎng)技術(shù)是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“剛需”，下一步，構(gòu)網(wǎng)型儲能在單體PCS的過載能力、控制算法、仿真建模等方面將會進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)提升和優(yōu)化，滿足不同電網(wǎng)或地區(qū)差異化的構(gòu)網(wǎng)要求。

　　來源：中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會 作者：禾木