专家谈:构网型储能在新型电力系统中的作用和并网要求SMM新能源峰会

以“智启双碳.绿动未来”为主题,展会将覆盖8大展馆,1200多家国内外参展商将集中亮相。

构网型储能的发展背景

新型电力系统的特征

供电主力电源发生较大改变

由传统燃煤机组转向新能源为主体的发电结构;从静态负荷资源转变为动态可调负荷资源;从单向电能供给变为双向电能互济,终端电能替代比例从低到高。

从发电机主导向变流器主导演变

新能源的并网、传输和消纳在源网荷端引入了更多电子电子装备,电力系统呈现显著的电力电子化趋势。

高比例新能源+高比例电力电子设备=“双高”特征

高惯量、强阻尼,源随荷动→低惯量、弱阻尼、源荷互动。

新型电力系统的挑战

三大挑战:新能源发电出力时空分布极度不均衡且“高装机、低电量”,带来充裕性挑战;新能源发电渗透率超过50%将带来安全性挑战;协调源-网-荷-储资源弥补新能源在充裕性和安全性方面的不足,带来体制机制挑战。

储能在新型电力系统中的作用

储能作为优质的灵活调节资源和潜在的主动支撑手段,能够减小电网峰谷差、改善电压动态性能,是应对新型电力系统“电网安全稳定和电力电量平衡”挑战的有效手段。

新型电力系统对构网型储能的需求

强电网下,基于锁相环技术的传统跟网型技术(GridFollowing,GFL)可以实现新能源利用率的最大化,还可以保证较高的并网电能质量。

随着新能源渗透率不断提高,在各个地方引起了多起事故,跟网型技术已不足以提供电网所需的安全稳定能力。

政策对构网型储能的需求

2023年,国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》:技术创新类项目方面,包括新能源加储能构网型技术示范,主要支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能、新能源低频组网送出等技术研发与工程示范。

构网型储能技术特点与现状

构网型技术(GFM)的定义

构网型控制(Grid-formingControl)一词最早是1997年德国太阳能供电技术研究所发布的一份研究报告中提出的。

2021年12月,北美电力可靠性组织(NERC)发布的白皮书《构网型技术——大规模电力系统可靠性探讨》,定义:在次暂态到暂态过程中,维持内电势相量恒定或接近恒定。它使得逆变器后资源能够立即响应外部系统的变化,并在不同的电网条件下保持逆变器后资源控制的稳定性。同时,它必须控制电压相量以保持与电网中其他设备的同步,还须适当调节有功功率和无功功率以为电网提供支撑服务。

国内尚无准确定义,但有两大特点:电压源、内电势在暂态和次暂态过程中保持恒定。。

储能由于具有相对稳定的能量作支撑,且可瞬间自然释放,是实现构网型技术的天然载体。

构网型储能与跟网型储能、同步发电机对比

构网型储能的技术优势

频率和惯量支撑方面:

通过控制释放直流测储能能量等效为同步机惯量机械能或阻尼能量,进而提供惯量响应与振荡抑制,具备更好的频率支撑和惯量支撑能力。

电压支撑方面:

通过功率同步控制机制,将储能变流器塑造成电压源外特性,可在不依赖外界交流系统的情况下,自行构建交流侧电压幅值与相位,具备更好的电压支撑能力。

构网型储能在新型电力系统中的作用

在弱电网(weakgrid)地区,新能源接入比例高,系统支撑能明显不足,青海、新疆、西藏等局部电网,网架薄弱加之缺乏常规电源支撑,系统在电压调节、一次调频、阻尼控制及惯量响应等方面均面临安全风险,构网型储能在弱电网的应用项目表明主动支撑效果明显。

构网型储能并网要求浅析

构网型储能并网要求

【国外构网型标准】国际上,已经有相应规范要求基于逆变器的发电机需要具备构网能,英国、澳大利亚、美国、德国等均发布了相应的电力导则。

【国外构网型标准】快速故障电流注入(无功电流),惯量支撑、阻尼控制、相位跳变支撑、相角跳变支撑、快速频率响应、动态无功补偿能力。要求构网型储能装置在电力系统发生扰动或者故障时需在5ms内出反应,即5ms内启动响应。

【国内构网型标准】目前国网公司正在制定相应的企业标准,正在制定国家标准《电化学储能构网型变流器技术规范》。

构网型储能并网要求思考

(1)哪些指标代表构网能力?不同应用场景是否具有不同的构网能力技术指标?

(3)阻尼控制功能的技术指标是什么,怎么测试?

(4)过载能力应该怎么测试?

(5)人工短路的故障点怎么选择?并联机组在人工短路过程中的脱网问题?

(6)跟网和构网控制方式相互切换的判断依据是什么?

(7)构网型储能电站并联机组之间的振荡风险和稳定性怎么测试?

THE END
1.新型储能技术·构网型储能1)频率调节功能:电网发生扰动全过程中,电网频率偏差值大于系统频率偏差设定值时,构网型储能变流器应主动吸收或发出有功功率,参与电网频率调节。 2)电压调节功能:电网发生扰动全过程中,电网电压偏差值大于系统电压偏差设定值时,构网型储能变流器应主动吸收或发出无功功率,参与电网电压调节。 https://www.meipian.cn/53hhul36
2.构网型储能:2024年全年构网型储能新签项目量能达到10%左右,全年构...构网型储能专家表示,2024年全年构网型储能新签项目量能达到10%左右,全年构网型储能装机能达到3~10GWh,2025年构网型储能比例会进一步大幅增长。虽然构网型储能项目签约量增长很快,但相应国家标准预计2024H2出征求意见稿,2025年正式颁布,所以构网型储能真正上量要到2025~2026年,且主要看西北省份装机,对于东部和中部地...https://city.sina.cn/finance/2024-09-23/detail-incqcccw6989772.d.html
3.一种构网型超级电容储能虚拟惯量控制方法.pdf本发明提出一种构网型超级电容储能虚拟惯量控制方法,包括,构建新能源储能微电网;通过在新能源储能微电网中配置超级电容,快速释放/吸收电能;通过在所述新能源储能微电网引入高通滤波器,保持直流母线电压稳定;通过所述超级电容和所述高通滤波器实现新能源储能微电网的惯量控制。通过本发明提出的方法,可以在不改变超级电容...https://m.book118.com/html/2023/1104/8020103033006003.shtm
1.构网型储能:让新能源并网更稳更灵活随着越来越多的新能源和电力电子设备接入,电力系统惯性减小、系统强度变弱趋势明显,稳定性问题越发严重,构网型逆变器逐步受到青睐。 前述专家表示,构网型储能技术的核心是通过储能逆变器构建起支撑大电网稳定运行的电压源,以起到快速调频调压、增加惯量和短路容量支撑、抑制宽频振荡等作用。“与跟网型...https://www.repower.cn/h-nd-474.html
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3.构网型储能系统技术解析讨论新型电化学储能系统就得提构网型储能系统,构网型储能系统不只是平滑新能源发电、调频、调峰等随网型应用,更大的应用市场是未来要代替传统化石燃料发电厂,应用虚拟同步发电机的技术,构建虚拟电厂,成为微电网、区域电网、大电网中可调节的主电源。 构网型储能系统主要还是以新型电化学储能系统为主体的设备组成,内部...https://emcreative.eastmoney.com/app_fortune/article/index.html?postId=1316285263
4.西藏首座正式并网构网型储能为何是未来储能技术的新焦点然而,随着高比例可再生能源、高比例电力电子设备的接入,引发电网电压、频率的波动,甚至脱网等问题,对新型电力系统的平稳运行提出更大挑战。因此,各地对于新能源电站配建“构网型储能”的要求正越来越多。 近日,西藏开投集团索县热热50MW光伏储能项目正式全容量并网发电。该项目是全国清洁能源项目中最大的新型构网型储...https://mcn.solarbe.com/news/20231219/83565.html
5.五大构网型储能项目之最构网型储能从2023年火到2024年,行家说储能盘点了已经并网投运的构网型储能项目,梳理出顶着“首个”“最大”标签的五大构网型储能项目。 ■ 10MWh!全球首个海上构网型储能项目 由中国海油建设的全球首个海上构网型储能项目——涠洲岛5MW/10MWh储能电站投运。 https://www.eefocus.com/article/1664136.html
6.新型电力系统“三高”特征下,构网型储能技术需求日渐迫切随着该技术的探索与应用,行业标准的制订也在路上。21世纪经济报道记者注意到,2023年12月27日,中国电工技术学会正式批准发布《构网型储能系统并网技术规范》(T/CES243-2023)和《构网型储能系统并网测试规范》(T/CES244-2023)2项团体标准,这是全国首次发布构网型储能技术领域的团体标准。 http://www.nengyuanquan.com/article/chuneng/17672.html
7.“构网型电化学储能”与下一代电网“跟网型”与“构网型”逆变器 国家可再生能源实验室(NREL)最近出版了一份技术报告,称“今天的电力系统正在迅速转变为越来越多的非传统能源发电,如风能和太阳能,以及储能设备。” 这些资源通过“电网跟随型”逆变器连接到电网。这是有关下一代储能与风能和太阳能等可再生能源一起走向何方的另一个线索。 https://power.in-en.com/html/power-2403573.shtml
8.标准解读T/CES2432023《构网型储能系统并网技术规范》中国电工技术学会团体标准T/CES 243-2023《构网型储能系统并网技术规范》由中国电工技术学会提出,国网新疆电力有限公司电力科学研究院等单位起草编制完成。该标准规定了构网型储能系统接入电网的电能质量、功率控制、电网适应性、保护与安全自动装置、通信与自动化、电能计量、接地与安全标识、接入电网测试等方面技术要求。https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_27332781
9.SMAGridForming构网型储能技术SMAChinaGrid Forming构网型储能技术是为新能源发电纳入电网提供电网稳定性支持。SMA Grid Forming构网型储能技术助力能源稳定转型,确保全球电网安全。 虚拟同步机的构网型储能技术 随着越来越多的大型化石燃料发电厂退役并被可再生能源取代,各国正在逐步实现低成本能源供应。但可再生能源的波动性容易对电网造成冲击,电网运营商需...https://www.sma-china.com/large-scale/safe-stable-grids
10.构网型变流器技术的发展现状与趋势研究目前,构网型变流系统主要包括构网型直流、构网型储能、构网型静止无功补偿发生器、构网型调相机、构网型风机、构网型光伏等。柔直、风机、光伏、储能均有逆变器,理论上都可以采用构网型技术,但是由于构网型技术需要相对稳定的能源作为支撑等原因,各自发挥的作用具有模型差异。例如构网型光伏仅有微量的电容储能,只...https://www.fx361.com/page/2022/0928/13771520.shtml
11.第1期:储能系统的并网跟网型构网型技术?有哪些区别?这次分享的主题是关于储能系统的并网、跟网、离网技术及区别?原因是最近一段时间内,虾米总是听到旁边几位大佬讨论有关储能构网技术,听得是云里雾里的,想插话都不知道从何说起,于是乎,本虾米下定决心补习短板,希望能赶超上大佬们的步伐!!! 众所周知,在当今能源领域,储能系统的发展备受关注,其中储能跟网型和构...https://blog.csdn.net/qq_62988573/article/details/140830585