隨著儲能技術的不斷發(fā)展，并網(wǎng)型儲能不再滿足客戶的需求，構網(wǎng)型儲能應運而生。伴隨西藏、新疆等地構網(wǎng)型儲能需求頻繁，構網(wǎng)型儲能技術逐漸獲得關注。儲能構網(wǎng)型技術從本質上講，構網(wǎng)是通過PCS來實現(xiàn)的，因此構網(wǎng)型技術一定程度上反饋了PCS的核心能力。

構網(wǎng)型儲能技術最核心的點在于，它以電池作為能量載體，以功率變換單元也就是儲能變流器作為傳遞媒介，輔以構網(wǎng)控制核心，來虛擬大型的同步發(fā)電機，為電網(wǎng)提供慣性，幫助解決調峰調頻能力不足、電壓穩(wěn)定裕度低、暫態(tài)過電壓、寬頻振蕩等問題，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。其顯著特征在于需要能量，以及輸出由傳統(tǒng)的電流源型變?yōu)殡妷涸葱汀?/p>

2023年5月，西藏發(fā)改委首次提出風電光伏新能源項目配套儲能需“加裝構網(wǎng)型裝置”的要求。未來行業(yè)發(fā)展過程中，利用構網(wǎng)型儲能來彌補“雙高”電網(wǎng)下系統(tǒng)的慣量降低是新型儲能領域的長期技術發(fā)展趨勢。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(wǎng)型儲能，喀什、和田、克州、塔城、阿勒泰、巴州等地構網(wǎng)型儲能比例原則上不低于年度新型儲能規(guī)模的20%。

新型電力系統(tǒng)對于構網(wǎng)型變流器的需求也逐步在增加。具體來看，需要構網(wǎng)型儲能主動提供電網(wǎng)電壓，能夠提供電網(wǎng)慣量支撐，根據(jù)系統(tǒng)需要自主提供系統(tǒng)慣量，具備故障穿越能力和阻尼可控能力。

構網(wǎng)型儲能逐漸成為行業(yè)關注熱點。構網(wǎng)型儲能相比微網(wǎng)，難度大很多。構網(wǎng)型儲能需要解決新型電力系統(tǒng)里電網(wǎng)短路容量、改善系統(tǒng)轉動慣量、優(yōu)化頻率電壓控制、提供故障穿越支撐等難題。

當前，構網(wǎng)技術處于發(fā)展初期。但面向越來預告新能源高比例接入，構網(wǎng)技術成為建設高質量電網(wǎng)的重要“通路”。構網(wǎng)型儲能玩家增多的同時，不容忽視的是構網(wǎng)型儲能仍處于初期發(fā)展階段。具體表現(xiàn)，當前構網(wǎng)型儲能的功能定位、并網(wǎng)和調度運行管理及技術要求均尚不明確。而來自技術、協(xié)調、標準體現(xiàn)、成本等均具備不少挑戰(zhàn)。

第一大挑戰(zhàn)，正是來自技術的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在單機過載、過流能力，同時還要適應具備差異化的電網(wǎng)環(huán)境。從技術角度看，首先，構網(wǎng)型儲能技術具有較高的技術壁壘，核心考驗的PCS能力，可構建起支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行的電壓源。短時過載成為“剛需”。目前，行業(yè)普遍采用“超配”2-2.5倍PCS的方式來滿足儲能系統(tǒng)在3倍過載時能夠提供10秒的支撐能力。如何加強變流器的過流能力，從而有效降低因變流器電流快速增長帶來的過流風險危及變流器硬件組件，是當前對于構網(wǎng)型設備面臨的主要技術挑戰(zhàn)之一。具體來看，如何提高構網(wǎng)型儲能過流能力、單機過載能力仍是當前重要難題;而由于不同電網(wǎng)或地區(qū)差異化的構網(wǎng)要求，使得構網(wǎng)型儲能控制算法、仿真建模要不斷積累創(chuàng)新，方能適應不同的電網(wǎng)。

第二個挑戰(zhàn)：如何與其他電壓源設備協(xié)調，處理好多個電壓源的問題。和儲能電站已有的其他模擬電壓源“搶活兒”是當前構網(wǎng)型儲能發(fā)展亟待解決的問題。構網(wǎng)型儲能作為電壓源，若多臺電壓源設備并列運行，可能存在環(huán)流、搶功率等問題，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。構網(wǎng)型設備如何與這些已有的無功源設備相互協(xié)調也是當前構網(wǎng)型儲能需要技術突破的重點方向。

第三大挑戰(zhàn)，亟需完善構網(wǎng)型儲能的標準體系。構網(wǎng)型儲能硬件還缺乏相應的標準和規(guī)范，比如技術定位、技術規(guī)范、功能要求、測試規(guī)范、驗收標準等亟待出臺。具體來看，首先，構網(wǎng)型儲能技術的應用逐漸增多要求儲能系統(tǒng)及涉網(wǎng)的保護定值需重新設定，比如BMS、斷路器等設備的過電流保護定值需調整以躲過短時過載電流等;其次，構網(wǎng)型儲能應用于大電網(wǎng)工況下的功率分配標準和在未來電網(wǎng)中裝機占比等問題開展研究?，F(xiàn)階段，構網(wǎng)型儲能硬件標準缺乏，而PCS缺乏型式試驗報告和制造標準。有專家呼吁，要建議加快制定相應規(guī)程規(guī)范，明確主要構網(wǎng)技術指標，完善構網(wǎng)型技術在大電網(wǎng)層面應用的相關標準體系建設。華能清能院去年牽頭了全球第一個關于構網(wǎng)型變流器的完整標準《構網(wǎng)型儲能變流器技術規(guī)范》，吸引了華為、陽光電源、西門子、匯川技術等20余家企業(yè)參與標準討論，目前已于2023年12月26日發(fā)布。同時，國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學研究院牽頭制定電工技術學會標準《構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)并網(wǎng)技術規(guī)范》《構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試規(guī)范》，于2023年12月27日發(fā)布。當前，目前國內(nèi)構網(wǎng)國標未出，正由中國電科院牽頭準備申請國標。

實際應用方面，以新疆為例，當?shù)匕l(fā)布了電網(wǎng)地方標準，要求3倍過載10秒的需求。為滿足3倍過載能力，構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)需要考慮PCS的最大過載能力、升壓變過載能力、開關柜內(nèi)斷路器的最大過載能力、電流匯流柜內(nèi)熔斷器和負荷開關的過載能力、高壓盒內(nèi)熔斷器及接觸器或隔離開關的過載能力、動力線纜和鋁排的過載能力，根據(jù)單個部件的過載能力選配不同的儲能設備配置方案。

第四個困局則是如何解決構網(wǎng)型儲能成本較高的難題。為了滿足短時擴展能力，PCS需要具備較大的容量冗余，這直接增加了系統(tǒng)成本。構網(wǎng)型儲能設備過流能力由1.5倍提升至3.0倍，整套儲能系統(tǒng)設備超配，成本相應“上漲”。而在盈利模式方面，構網(wǎng)型參與慣量支撐，頻率，黑啟動等輔助服務的評價和回報機制尚不明確。以上述新疆案例來看，目前方案還是在0.25C系統(tǒng)內(nèi)需要PCS及變流器超配來實現(xiàn)，對整體系統(tǒng)成本要求高，需要針對實際需求研發(fā)適用于構網(wǎng)應用的專用儲能系統(tǒng)設備。

總體而言，從構網(wǎng)型儲能投運項目運行經(jīng)驗來看，構網(wǎng)型儲能還在發(fā)展的初期階段，構網(wǎng)型儲能需要設備企業(yè)、研究機構、業(yè)主單位、規(guī)劃設計、并網(wǎng)調度等多方力量共同推動，才能不斷提升構網(wǎng)型儲能技術突破及大規(guī)模推廣應用。

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