在全球能源转型的大背景下，我国电力装机结构与发电结构正在快速迈向清洁化。然而，随着高比例可再生能源和高比例电力电子设备的广泛应用，对电力系统的安全稳定运行造成了巨大的影响，成为全球新能源发展难题。
构网型储能因具备主动支撑电网电压、频率、功角稳定等能力，已成为新型电力系统的关键支撑技术之一。
构网型储能成趋势
今年以来，已有多地政府提出鼓励或强制新能源项目配建构网型储能系统，受到行业的广泛关注与应用。
截至2024年6月，全国及包括新疆、内蒙古、西藏等在内的多个省市自治区发布多个政策鼓励或强制区域构网型储能建设。另据不完全统计，自2023年下半年以来行业招标进度显著加速，截至2024年6月，国内已经完成2.28GW/7.58GWh构网型储能项目招标。
不过，行业高光之下依然存在暗流涌动。有业内人士指出，由于目前构网型储能技术的发展尚处于初期阶段，尽管其在理论上具有显著的优势，但在实际应用过程中仍面临一些挑战。
首先，构网型储能技术需要在考虑能量密度的同时，保证循环效率的高效性。而在实际应用中，往往难以权衡这两者之间的矛盾。其次，构网型储能技术常常需要与其他能源储存设备进行结合使用，如风力发电、光伏发电等。如何优化混合储能系统的配置与运行策略，是现阶段面临的另一大难题。此外，在电池的过充过放、超导磁体的运行稳定性、超级电容的短路等安全问题，也成为技术方面的重大挑战。
四大突破性技术的背后
自从2011年，华为数字能源就一直压强式投入新能源并网的安全稳定性研究。
多年来，华为数字能源在新能源并网、电网友好技术领域持续积累，不断推动并网友好性技术从‘跟随电网’、‘支撑电网’走向‘增强电网’，为建设新型电力系统贡献力量。
2024年7月28日，中国电机工程学会在北京组织召开“适用于高比例新能源多场景的智能组串式构网型储能系统关键技术及应用”项目技术鉴定会。
据介绍，来自中国科学院、中国工程院的多位资深院士、国家电网等单位的十几位专家组成的鉴定专家委员会一致认为，申请技术鉴定的项目针对高比例新能源背景下提升新型电力系统稳定水平与新能源并网消纳的需求，实现了工程应用。项目整体处于国际领先水平。其主要创新点包括：
首先，提出了多场站级自同步幅频调制技术，实现了自同步的并联构网，提升了主动快速无功响应、有功支撑、故障穿越、抗冲击性负荷和带载同步黑启动的能力，实现了多场景全工况构网、电网主动支撑、并机环流有效抑制和多场站级大规模自同步稳定运行。
第二，提出了宽频自稳和致稳控制技术，实现了不同电网规模、不同电网强度条件下的稳定并网和宽频振荡抑制，提升了与光伏、风电、同步发电机等多类型电源并列稳定运行的能力，拓展了构网型储能系统的应用场景。
第三，首创了新型智能组串式储能双级变换架构下电压与有功功率解耦控制技术，有助于支撑电网稳定，保障了储能系统安全，提升了储能系统可用度和扩容升级能力；研发了精细化智能电池管理技术，提升了全SOC范围恒功率输出能力。
第四，研发了构网型储能的功率模组和控制芯片，实现了暂态高倍率有功、无功快速支撑，提出了新型抗湿材料的转模塑封技术。提升了在复杂、恶劣环境条件下的长时间可靠运行能力；构建了安全可靠的底层核心器件设计、制造的能力体系。
抢占创新高地
通过不断的测试，华为发现，在新型电力系统建设过程中，构网技术不仅可有效提升电力系统稳定性，还具备了多场景的推广价值。
就发电侧而言，针对清洁能源基地，弱电网区域新能源集中接入场景，可以大幅提升新能源场站主动支撑能力，实现更高比例新能源并网。就电网侧来看，针对特高压线路受端，负荷中心电源空心化区域等场景，可以增强系统的灵活调节、可靠运行能力。而在用电侧，针对电网末端源网荷储、微电网供电区域，以及高原、矿山、岛屿，可以实现100%新能源区域电网以及并离网供电。
在对新能源并网的安全稳定性充分研究之后，华为开启了国内外多个场景和项目的应用之旅。
在国内，华为联合电网、发电企业共同推进构网型储能项目实证，已在青海等地的多个项目上，开展了多场景、多工况的构网型储能实证测试，在项目测试的全面性、规模、测试的性能指标等方面均取得满意成果。在单元级、电站级、区域电网仿真、离网等全场景开展了全面测试，针对构网技术关键指标完成超过2300多个测试项。
新疆哈密华润咸水泉电站25MW/100MWh构网型储能项目
在国外，沙特红海新城首期400MW光伏和1.3GWh储能系统，全部采用华为组串式逆变器和智能组串式构网型储能解决方案，自2023年9月全部投入运营，提供了超过10亿度绿色电力，成为全球首个100%可再生能源供电的城市微网。据了解，该项目已安全稳定运行一年，从1000台PCS同步构网、百公里分钟级自同步黑启动、抗100%变压器投切冲击、离网零电压故障穿越等方面对关键构网技术进行了充分验证。
随着新能源发电渗透率不断增加，以及更多电力电子设备的接入，给电力系统带来的随机性、高波动、低惯量、间歇性、弱支撑等问题将越来越显著。在此背景下，预计构网型储能必将成为电力系统科技创新的主流趋势和技术高地。
来源：储能头条
评论