在由SMM主办的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-储能产业论坛上，中国电力科学研究院 储能与电工新技术研究所教授级高级工程师许守平简要分析了“构网型储能在新型电力系统中的作用和并网要求”的话题。在提及构网型储能的技术优势时，他表示，在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；在电压支撑方面，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

储能具有快速灵活调节性能，能够主动参与电网调节，从能量、功率层面提供不同时间尺度的支撑，全方位保障电力系统的电力供应、安全稳定，促进新能源的消纳，目前应用场景涵盖了源-网-荷多种场合。

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（Grid Following，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。

2023年至今，新疆、西藏、江苏等地方相继发布了探索建设构网型储能相关政策文件，支持构网型储能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-forming Control）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（weak grid）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？

（2）在测试过程中，惯量响应一直存在，是否影响测试结果？惯量时间常数应该设置在什么范围？

（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？

（8）测试过程是否应该考虑直流侧电池的状态？