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.新型电力系统下的构网技术应用电力系统新浪财经摘要:将构网型技术与电力电子装备技术相结合,充分释放构网型技术的优势,是新型电力系统背景下的发展趋势。典型的构网型装备包括:构网型SVG、静止同步调相机、构网型储能、构网型柔直等。 海量行业干货每日更新: (能源日参) (转自:能源日参) 新浪财经ESG评级中心简介 ...http://finance.sina.com.cn/esg/2024-11-23/doc-incxanvh9844418.shtml
2.华为智能组串式构网型储能系统成功通过技术鉴定华为将持续加大在构网能力、储能安全、数字化及AI等核心技术上的研发投入,联合电网公司、发电企业等产业合作伙伴不断创新,共同把智能组串式构网型储能产品打造成构建新型电力系统的关键装备,一起推进国内国际的构网技术标准化进程。 未来,华为智能组串式构网型储能系统将广泛应用于高比例新能源并网与消纳、弱电网、...http://www.xinhuanet.com/info/20240731/e2eaeeb1c6724b84b28f6ec31ae1dc23/c.html
1.储界网《储能先进技术与应用指南(2025 年版)》由 中国电力企 业联合会、中国电工技术学会、IEEE PES 储能技术委员会(中国)及江苏省储能行业协会专业权威机构联合发起,由机械工业 出版社出版发行。作为全国首部储能行业指导手册,为企业提供高质量技术应用指导,为政府决策提供专业依据,为科研创 新指明发展方向。 https://chujiewang.net/cxw/col149/6384
2.标准解读T/CES243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
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5.构网+储能,新能源并网的下一个刚需一方面,缺乏统一的指引。电网的需求尚未明确,规范尚未建立,储能系统标准配置和做法尚未统一; 另一方面,技术还需优化提升。单体PCS(储能变流器)的过载能力、控制算法等方面需满足不同电网或地区差异化的构网要求; 同时,经济性仍需考量。构网型储能需要通过超配PCS方式,提高过载能力构建支撑大电网稳定运行的电压源,系统成...https://www.ne21.com/news/show-201481.html
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10.时伯年:新型电力系统下的构网型技术第二,构网型技术针对电网故障扰动的快速准确且规范的动态响应,可以为不同应用场景下的新型电力系统稳定运行提供有力支撑。目前相关的团标、国标不少了,但还有一些更高的标准正在制定之中。 第三,抓住风光大基地、储能、源网荷储协同等市场机遇,推动技术升级变革,这也是我们今天研讨会的主题“新质生产力”,这就是...https://www.mhcm.net/cms/show-144338.html
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