2026新型电力系统下新能源构网型储能：建设方案

建设背景

• 新型电力系统发展: 《“十五五”现代能源体系规划》明确2035年可再生能源将成为主体电源，新能源占比提升导致电力系统呈现低惯量、低阻尼、弱电压支撑特性，引发事故频发问题。
• 政策支持: 国家发改委、国家能源局等多部门发文支持构网型储能技术研发与示范，提升新能源接入弱电网的稳定支撑能力，推动构建新型电力系统。
• 新型电力系统挑战: 高比例新能源接入导致系统惯量降低，频率稳定控制难度加大，多种功率调节设备引发宽频振荡问题。
• 构网型储能需求: 国家能源局提出新型电力系统稳定发展27条，强调科学安排储能建设，提升系统安全保障水平和综合效率。
• 市场机制完善: 国家发改委、国家能源局联合发文《关于建立健全电力辅助服务市场价格机制的通知》，建立健全市场价格机制，支持构网型储能发展。

解决方案

• 构网型储能作用: 提升新能源接入弱电网的电压、频率稳定支撑能力，大幅提升风电光伏大基地项目输电通道的安全稳定送电能力，具备主动支撑电网电压、频率、功角稳定能力。
• 硬件架构方案: 超配PCS配置，具备3倍无功电流支撑能力；电池倍率提升，满足暂态有功输出（支持短时1.25倍，可提供25%惯量响应功率）。
• 软件算法方案: 控制算法模拟同步发电机组，自主产生内电势，具备虚拟惯量控制、无功电压控制能力，实现弱电网毫秒级快速功率响应。
• 系统组成: 构网型储能系统集成了构网型PCS、电池、PMS、二级协控、同期装置、防孤岛装置等，实现场站级构网运行、黑启动等功能。
• 典型设备: 构网型变流器、智能电池簇控制器、储能协调控制柜等。

关键技术及特点

• 构网型控制策略: 下垂特性、虚拟同步机控制、匹配控制、虚拟振荡器控制。
• 关键技术:
  • 高过载能力实现: 通过超配PCS数量、混合拓扑、多重化均流、器件复用等手段提升过载能力。
  • 主动电压、短路电流支撑能力: 无功启动时间不超过5ms，无功响应时间不超过10ms，最大无功电流能力不低于3倍额定电流；过载能力不低于3倍，过载持续运行时间不低于10s。
  • 主动频率支撑能力: 惯量支撑能力等效惯量时间常数灵活可设；一次调频能力满足特定公式要求。
• 大容量构网型储能系统关键技术:
  • 变流器拓扑研究及优化设计: 结合混合拓扑、多重化均流、器件复用等手段，解决高短路耐受能力、高功率密度、高可靠性问题。
  • 构网控制、宽频振荡抑制及暂态稳定研究: 采用“矫正-抑制”两级振荡抑制方法，解决宽频振荡主动风险控制与抑制技术难题；构建基于参数调整和状态轨迹重构的稳定控制方法，解决暂态稳定控制技术难题。
  • 大容量高压液冷储能变流装置系统化开发与集成: 多维度统一结构优化布局设计，优化整体散热布局及单元散热设计；多维度保护优化设计、冗余优化设计、局部故障隔离技术。

应用场景

• 百兆瓦级别35kV储能系统: 具有较强电压适应性及故障穿越能力，促进储能系统在新型电力系统中的深度应用与发展。
• 沙戈荒新能源并网及孤岛运行:
  • 惯量响应: 提高系统惯量，缓解电力系统频率波动。
  • 一次调频: 提升电力系统调节能力和灵活性。
  • 电压支撑: 提高新能源场站短路水平和出力能力。
  • 阻尼控制: 抑制系统振荡。
• 离网运行与黑启动: 实现黑启动功能，可用于离网孤岛微电网，也可作为备用电源及UPS不间断电源；支持多机并联黑启动，实现大规模无通讯并联稳定运行。