数字储能网讯：3月10-13日，由工业和信息化部节能与综合利用司指导，中国化学与物理电源行业协会主办并联合500余家机构共同支持的第十四届中国国际储能大会暨展览会（简称“CIES”）在杭州国际博览中心召开。
来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的2011余家产业链供应链企业，53417位线上注册嘉宾将参加本届CIES大会，储能网视频号线上直播11万人参与观看与交流。其中300余家企业集中展示了储能产品，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证、飞轮储能、液流电池、熔盐储热、压缩空气储能等新型储能全产业链。
构网型储能需求分析。我国能源转型的路径已经非常明晰了，新能源的渗透率会越来越高，在2040年前整体处于积极替代的过程，化石能源的消费从比例上来看每年会增加12%以上，2040-2060年进入加速替代的时期，电量消费占据54%会是新能源产生的，会颠覆我们电力市场的。传统同步电机为主（系统）向高比例新能源的电力系统转变过程中，给我们带来了清洁低碳能源同时，对电网稳定性也带来了挑战。
双高带来的挑战是世界性的问题，从图上可以看到全球新能源渗透率比较高、电网比较（薄）弱的国家都存在着共性的问题——稳定性的问题：宽频振荡、微网的电网稳定性等问题。在我国主要存在于西北，以及新疆、西藏等电网比较弱的省份。
双高对中国电网带来的挑战，除了新能源渗透率比较高的稳定性挑战外，还主要有一个特点：我们是全球唯一的交直流大容量长距离输送的特高压，它会带来一系列电网的稳定问题，送端的暂态电压，一次频率的控制难度加大（问题），受端也会带来频率支撑的问题。对于构网型储能，在新型电力系统的定位，我们要围绕电网不同发展阶段来看需求，要抓住不同阶段的主要问题。
在传统的电力系统里面，电压源是起支撑作用的，都是同步发电机的火电机组，水电机组，核电机组提供，随着新能源通过变流器大规模接入以后，同步发电机在电网里面占比会逐步降低，这就会导致电网强度会不断地下降。为后面跟网型的变流器稳定运行带来巨大的挑战，为了保证未来双高模式下的新型电力系统稳定运行，我们需要向其中部分跟网型的变流器改为电压源模式来控制，需要建设一定比例的构网型的变流器。我们加上储能就是构网型储能。
构网型储能和常规的变流器有什么区别？根据变流器的同步特性不一样，我们可以分为两大类，一个是跟网型，一个是构网型，这主要区别是在要同步控制算法上，实际上现在硬件方面基本上差不多，我们国内示范运行的几个主流的厂家，实际上去看所有的跟网型PCS和构网型PCS本身技术配置是没有多大区别。
传统的变流器多采用跟网控制，与电网同步的时候需要我们锁箱环跟随并网点相位获得信息，这是属于电流源，在弱电网中存在着稳定性问题。构网型在电网运行中就是相当于小电源，可以起到顶梁柱作用，可以对扰动前、中、后，构建电力系统稳定运行的必须内电势，所以具有稳定频率的作用。
构网型变流器也不是一好百好，我下面做了简单对比。除了刚才讲的优势，构网型储能在我们强的刚性的电网里面，反而会存在较多的问题，容易失控。假如用那么多电源并列运行会存在多电压源之间，存在环流、抢功率的事情，反而容易引起刚性电网不稳定。
2020年4月份，国家能源局发布的《电力系统安全导则》，明确提出了新能源场站需要具有构网能力，导则发布开启了构网型储能市场的需求。对于双高电网，构网解决方案一般有两大类，传统基于同步机的分布式调相机的解决方案，这个首先是投资和运维成本比较高，功能比较单一，不会产生任何收益，纯粹是作为基础设施的配套。基于电力电子的解决方案，我们根据储能介质不一样，（分为）构网型储能和构网型超级电容。超级电容本身可以解决构网的需求，但是没有办法做到现在构网型磷酸铁锂储能（作用）——能量转移，还有电量平衡作用。整体来说构网型储能现阶段是比较佳的选择。主要通过构建构网策略，提高短时过流能力，提供惯量支撑。
构网型储能作用。首先作为动态无功支撑，它可以在系统短暂无功支撑和惯量支撑，这就是有功。短路电流可以提高到常规PCS的3倍、阻抗重塑，为我们新能源站提供一些阻抗特性。有了惯性以后，整个系统表现出来具有振荡阻尼惯性。也有一些附加控制，提供斜坡电流，电压补偿等其他高级应用。
构网型储能关键技术分析。还有哪些技术需要我们进一步研究和突破。现阶段构网型储能控制策略，主要是有下垂控制虚拟同步机，都在一定程度上模拟同步机来控制。还有近几年兴起的匹配控制和虚拟振荡器控制，这些是非线性控制方法。国内应用主要还是前面的下垂控制特性和虚拟同步机控制为主。
除了一般的控制策略之外，构网型储能也不是一好百好，还是有存在很多需要解决的问题。例如如何提升多电压源同步稳定性的问题？我们一个新能源场站在储能领域，全部改成构网型，相当于每一个PCS是一个小电源，一个场子四站里面。都是独立的控制，一个100兆瓦级构网型储能电站，相当于有60个小电站作为电压源直接并联。我们基本上一个省内，（如）浙江省也就只有60多台发电机组，你想控制要求，原来是整个系统，我们浙江省调管的事情，现在到了一个场站里面，这样对于控制系统的硬件配置和控制策略提出了很高的要求。
高过载能力如何实现？现在国内构网型储能处于示范建设阶段，缺乏相应的制造，设计，以及性能测试规范。有提三倍10秒过载，也有2.5倍，提出的要求都不太一样。现在相对来说，新疆提出的3倍电流10秒过载能力，相对合理，我们有的时候建议套用这个。这实际上还不是规范，只是政策文件的支持。
大家可以看一下前面做的构网型储能的项目，实际上过载能力一般是通过PCS超配达成的，50兆瓦/100兆瓦时，现在PCS是1.1倍，长期过载1.2倍，可以最多2分钟，这本身单机可以达到10秒1.25倍(过载)，这样相乘以后实现3倍过载能力。这个方案可以实现，但是会带来无形之中PCS成本增大。平时不发生故障情况下，不需要构网，只要跟随运行，保持我的功率分配。这个时候造成了我PCS成本的上升，这也就是为什么（构网型储能）还一直处于示范，不能大规模推广，因为成本摆在这里。
我们前面做项目，从设计院角度来看，我们要做构网型，首先不是拍脑袋，我要多少储能，多少比例构网型的储能？我们一定要做系统仿真，来进行容量分析。以我们某一个新能源大基地送出的规划为例，首先进行大的系统规划，大的电力电量平衡分析，建立整个发电系统的仿真模型，然后考虑电网侧负荷曲线以及送出约束下，再开展暂态稳定计算分析。这个基础上我们对新能源场站短路比进行展开稳态分析，看配多少，通过迭代，确定构网型储能的需求，这是我们前面做的案例，一个简单的过程。
构网型储能还有几个功能，首先是主动的频率支撑能力，惯量支撑能力，其实是有功支撑能力，要求启动响应不超过50毫秒。一次调频跟我们其他的跟网型要求一样，我们的构网型能力会更好。现在来看常规储能，现在反而是一次调频能力达不到。
构网型储能现状和展望。从国外来看构网型储能技术最早在微电网中进行工程应用，刚才讲到在弱电网中应用比较多。随着新能源越来越多，特斯拉在澳大利亚对18年投运的电池储能项目升级，具备构网能力。这（全球最大Grid-forming储能项目）是SMA提供构网型变流器，规模达250兆瓦时，已经投运了。
国内现在处于示范建设阶段，主要还是华为、南瑞以及阳光等主流的PCS厂为主，工程应用已经陆续有百兆瓦级的应用。我们院在青海也正在实施两个大型构网型储能电站。
我们现在需要构网型储能，我们也要创新构网型储能参与电力辅助服务市场的创新机制，建立构网型参与惯量支撑、紧急频率支撑，黑启动等辅助服务及评价体系。