► 文 观察者网 周远方 夏峰琳
在日前举办的2024光伏行业年度大会上，中国光伏行业协会名誉理事长王勃华表示，全球及我国光伏装机市场将保持高位。2024年全球新增装机预测上调，由390GW-430GW上调至430GW-470GW；我国光伏新增装机量则由190GW-220GW上调为230GW-260GW。
上调背后，是绿电市场需求提振。无论是全球还是中国，能源结构正在向多元化、清洁化方向发展。以光风储为代表的新能源在能源转型中担任重要角色，并将逐渐成为主力能源。
有多年光伏行业从业经历，目前在欧洲开展相关业务的尚方清洁能源科技有限公司联席董事长金鑫曾经在与观察者网分享交流时表示，不管是全球还是中国，以光伏替代传统煤电的空间确实还很大。市场需求使然，产能迅猛扩张，现阶段中国产能是全球需求的2倍。然而消纳能力的时空不平衡和电网的承载能力问题制约新增装机实际容量，中国光伏产能存在阶段性和结构性过剩。
而解决这一问题，一方面是行业加强自律，另一方面需要打造调配能力更强大的电网设施。当大量分布式新能源接入电网，将冲击电网的稳定与安全，这也是全球电力系统在新能源并网时面临的普遍挑战。
今年以来，构网型储能热度飙升，极有可能成为支撑新能源发电渗透率提升的关键技术。它不仅满足了存储风光电力的需求，还赋予了新能源像传统火电一样稳定支撑电网的能力。随着一部分项目的先行落地，构网型储能的蓝图已逐步清晰。
新能源接入，电网为何不稳？
伴随新能源高渗透率，电力系统稳定性问题逐渐暴露原因何在？
不妨想象一下，电网是一个大型的交响乐团，火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂和太阳能发电厂等每个发电单元都是乐团中的一个乐手。在传统的电网中，火力发电厂和水力发电厂就像是经验丰富的首席乐手，它们能够稳定地控制整个乐团的节奏和音调，确保乐章演奏的和谐。
但是，随着越来越多的太阳能和风能发电设备加入电网，情况就变得复杂了。这些设备就像是一些新加入的乐手，它们演奏的节奏和音调受到天气的影响，时强时弱。这就给电网的稳定运行带来了挑战。
那么，有没有一种新技术能够让新加入的乐手稳定发挥？保证乐曲和谐演奏？支撑新能源电网稳定运行？
构网型储能技术应运而生。2022年，“构网型”一词首次出现在文件之中。2023年10月，“构网型储能”概念在《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》中初次被提及。
到今年，国家能源局对构网型储能的重视进一步提升。在2月《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》、5月《关于做好新能源消纳工作保障新能源高质量发展的通知》及7月《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》文件中，国家能源局反复提及构网型技术，并明确在典型场景中加以应用。
被寄予厚望的构网型储能，如何解决新能源与电网之间的矛盾？
构网技术，又称构网型控制（Grid-forming Control），它允许分布式能源资源通过逆变器以一种自主和协调的方式形成局部电网。这种技术使得这些能源资源能够在没有传统中央电网的情况下独立运行，同时在需要时也能与主电网并网运行。
构网技术就像是给这些新乐手提供了一个“智能调节系统”。这个系统能够让太阳能和风能等可再生能源发电系统能使其像传统的同步发电机一样，不仅能够独立运行，还能够主动控制自己的“节奏”（电压）和“音调”（频率），与电网中的其他设备协调一致。这样，即使在天气变化或者发电设备输出不稳定的情况下，电网也能够保持稳定，就像一个和谐的交响乐团一样。
由此可见，构网技术是一种让分布式能源资源能够更加友好、稳定地并入电网的重要技术。它通过构网型逆变器实现电压和频率的主动控制，为电网提供惯量支撑、电压支撑等辅助服务，从而增强电网的稳定性和可靠性。因此，构网型储能技术在新型电力系统中拥有广阔的应用前景，也是全球能源产业关注的热点。
构网技术“硬控”新能源并网
风能、太阳能逐渐从能源舞台的配角变为主角，但它们却像草原上的“野马”，性情不定，难以驯服。为了“驯服”风能、太阳能这匹“野马”，华为深耕构网技术，致力于成为发挥千里马优势的伯乐。
为应对清洁能源大基地建设与运行过程中的安全、运维效率、新能源消纳等挑战，作为电力电子领域的龙头，华为通过多年的技术积累，研发了“智能组串式构网型储能平台”，通过构网技术重构电压稳定、频率稳定、功角稳定，主动缓解频率和电压波动，解决电网稳定与高比例新能源消纳问题，可以做到发得多、送得完、控得稳。
具体来看，华为推出多场站级自同步幅频调制技术，结合宽频自稳和致稳控制技术，保障电网的稳定性和可靠性。
构网型储能设备采用模拟同步发电机特性的电压源控制算法，在电网电压波动时，快速主动支撑电网电压。10ms内可以输出最大三倍额定电流大小的无功支撑电流，接近同步调相机的电压支撑能力。5ms启动虚拟惯量响应，保障了电网在故障下快速实现频率稳定。
宽频自稳技术通过宽频阻抗重塑算法，让构网型储能设备自身在宽频范围内具备正阻尼特性，保障储能设备自身稳定运行。当电网发生振荡的时候，宽频致稳控制架构让储能设备可以输出阻尼功率，起到主动抑制电网振荡的作用，助力电网稳定。针对电力系统中低频振荡和次、超同步振荡，通过在电站控制器和构网储能变流器中构建宽频致稳控制系统，可以实现0.1~100Hz的电网宽频振荡抑制。
此外，华为在架构创新方面也实现突破，采用双级功率变换架构支撑电网稳定，同时保障储能系统稳定可靠。
传统储能采用单级功率变换架构，易受电网波动影响。华为采用双级功率变换架构，通过DC/DC变换器隔离解耦电池电压和电网电压。当高电压故障穿越时，确保系统无反灌电流进入电池，保障电池安全，同时具备维持有功输出不变的能力，支撑电网稳定。配合高可用组串式架构和高性能精细化智能电池管理技术，可以实现设备不宕机、不降额、可靠稳定运行。
示范项目落地，华为领跑构网型储能
构网技术作为提升新能源主动支撑能力的关键技术，适用于强电网、弱电网和离网等多种应用场景。2024年，该技术已经通过一系列经历实战考验的项目，正在加速走向产业落地。
在青海格尔木，华为数字能源携手中国绿发在多能互补百MWh构网型储能电站，一次性通过了35kV、110kV人工短路试验，结果显示600台PCS零脱网，10ms内快速输出3倍视在电流和2.8倍不对称电流，有效支撑电网电压。
西藏阿里平均海拔4500米，冬季温度达零下20℃以下，处于西藏电网末端，属于极弱电网，近年来用电负荷持续快速增长。为更好保障阿里电力供应，华为数字能源联合西藏开投、中国电力科学研究院、国网西南分部、国网西藏电力公司、国网西藏电力科学研究院，成功完成了首个超高海拔超低温度极弱电网下华为智能组串式构网型储能并网性能测试及35kV人工短路试验，打造构网型储能系统在超高海拔、超低温度、超弱场景下的创新示范项目，为保障区域电力供应、提升消纳发挥重要关键作用。
据GGII预测，构网型储能未来5年在全球有望达到20%的渗透率。在中国，随着政策支持和电力系统改造的刚需，构网型储能市场的渗透率有望加速提升。预计2024年中国构网型储能出货量将达到2GW，到2025年增加到7GW，2030年有望达到30GW，2024-2030年复合增长率达56%。
在新能源电网的消纳和稳定性问题上，构网型储能在优势正逐步具象化。随着技术的成熟与成本收益的打通，构网型储能将应用在并网消纳、弱电网、微电网等各种场景，解决新能源产业发展痛点，推动光储产业健康发展。
来源|观察者网
