中國儲能網訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構共同支持的第十四屆中國國際儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“共建儲能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲能新發(fā)展”為主題，針對儲能產業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導、智能化系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、技術標準、示范項目應用案例、新產品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的2011余家產業(yè)鏈供應鏈企業(yè)， 53417位線上注冊嘉賓將參加本屆CIES大會，儲能網視頻號線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲能產品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證、飛輪儲能、液流電池、熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能等新型儲能全產業(yè)鏈。
3月12日下午，中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司機電工程院副總工斯林軍受邀在多功能（構網型與混合）儲能專場分享主題報告，報告題目為《新型電力系統(tǒng)下構網型儲能關鍵技術探討》。以下為報告主要內容：
斯林軍：我們現(xiàn)在為什么提出需要構網型儲能，為什么以前不提？構網型儲能原理，跟我們以前的常規(guī)儲能有什么區(qū)別？一個是我們現(xiàn)在還有什么關鍵技術需要突破？我們做構網型儲能里面需要關注什么點？（另外）是回顧一下歷史和發(fā)展的現(xiàn)狀，以及后續(xù)的展望。
構網型儲能需求分析。我國能源轉型的路徑已經非常明晰了，新能源的滲透率會越來越高，在2040年前整體處于積極替代的過程，化石能源的消費從比例上來看每年會增加12%以上，2040-2060年進入加速替代的時期，電量消費占據(jù)54%會是新能源產生的，會顛覆我們電力市場的。傳統(tǒng)同步電機為主（系統(tǒng)）向高比例新能源的電力系統(tǒng)轉變過程中，給我們帶來了清潔低碳能源同時，對電網穩(wěn)定性也帶來了挑戰(zhàn)。
雙高帶來的挑戰(zhàn)是世界性的問題，從圖上可以看到全球新能源滲透率比較高、電網比較（?。┤醯膰叶即嬖谥残缘膯栴}——穩(wěn)定性的問題：寬頻振蕩、微網的電網穩(wěn)定性等問題。在我國主要存在于西北，以及新疆、西藏等電網比較弱的省份。
雙高對中國電網帶來的挑戰(zhàn)，除了新能源滲透率比較高的穩(wěn)定性挑戰(zhàn)外，還主要有一個特點：我們是全球唯一的交直流大容量長距離輸送的特高壓，它會帶來一系列電網的穩(wěn)定問題，送端的暫態(tài)電壓，一次頻率的控制難度加大（問題），受端也會帶來頻率支撐的問題。對于構網型儲能，在新型電力系統(tǒng)的定位，我們要圍繞電網不同發(fā)展階段來看需求，要抓住不同階段的主要問題。
在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)里面，電壓源是起支撐作用的，都是同步發(fā)電機的火電機組，水電機組，核電機組提供，隨著新能源通過變流器大規(guī)模接入以后，同步發(fā)電機在電網里面占比會逐步降低，這就會導致電網強度會不斷地下降。為后面跟網型的變流器穩(wěn)定運行帶來巨大的挑戰(zhàn)，為了保證未來雙高模式下的新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，我們需要向其中部分跟網型的變流器改為電壓源模式來控制，需要建設一定比例的構網型的變流器。我們加上儲能就是構網型儲能。
構網型儲能和常規(guī)的變流器有什么區(qū)別？根據(jù)變流器的同步特性不一樣，我們可以分為兩大類，一個是跟網型，一個是構網型，這主要區(qū)別是在要同步控制算法上，實際上現(xiàn)在硬件方面基本上差不多，我們國內示范運行的幾個主流的廠家，實際上去看所有的跟網型PCS和構網型PCS本身技術配置是沒有多大區(qū)別。
傳統(tǒng)的變流器多采用跟網控制，與電網同步的時候需要我們鎖箱環(huán)跟隨并網點相位獲得信息，這是屬于電流源，在弱電網中存在著穩(wěn)定性問題。構網型在電網運行中就是相當于小電源，可以起到頂梁柱作用，可以對擾動前、中、后，構建電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必須內電勢，所以具有穩(wěn)定頻率的作用。
構網型變流器也不是一好百好，我下面做了簡單對比。除了剛才講的優(yōu)勢，構網型儲能在我們強的剛性的電網里面，反而會存在較多的問題，容易失控。假如用那么多電源并列運行會存在多電壓源之間，存在環(huán)流、搶功率的事情，反而容易引起剛性電網不穩(wěn)定。
2020年4月份，國家能源局發(fā)布的《電力系統(tǒng)安全導則》，明確提出了新能源場站需要具有構網能力，導則發(fā)布開啟了構網型儲能市場的需求。對于雙高電網，構網解決方案一般有兩大類，傳統(tǒng)基于同步機的分布式調相機的解決方案，這個首先是投資和運維成本比較高，功能比較單一，不會產生任何收益，純粹是作為基礎設施的配套?；陔娏﹄娮拥慕鉀Q方案，我們根據(jù)儲能介質不一樣，（分為）構網型儲能和構網型超級電容。超級電容本身可以解決構網的需求，但是沒有辦法做到現(xiàn)在構網型磷酸鐵鋰儲能（作用）——能量轉移，還有電量平衡作用。整體來說構網型儲能現(xiàn)階段是比較佳的選擇。主要通過構建構網策略，提高短時過流能力，提供慣量支撐。
構網型儲能作用。首先作為動態(tài)無功支撐，它可以在系統(tǒng)短暫無功支撐和慣量支撐，這就是有功。短路電流可以提高到常規(guī)PCS的3倍、阻抗重塑，為我們新能源站提供一些阻抗特性。有了慣性以后，整個系統(tǒng)表現(xiàn)出來具有振蕩阻尼慣性。也有一些附加控制，提供斜坡電流，電壓補償?shù)绕渌呒墤谩?
構網型儲能關鍵技術分析。還有哪些技術需要我們進一步研究和突破?，F(xiàn)階段構網型儲能控制策略，主要是有下垂控制虛擬同步機，都在一定程度上模擬同步機來控制。還有近幾年興起的匹配控制和虛擬振蕩器控制，這些是非線性控制方法。國內應用主要還是前面的下垂控制特性和虛擬同步機控制為主。
除了一般的控制策略之外，構網型儲能也不是一好百好，還是有存在很多需要解決的問題。例如如何提升多電壓源同步穩(wěn)定性的問題？我們一個新能源場站在儲能領域，全部改成構網型，相當于每一個PCS是一個小電源，一個場子四站里面。都是獨立的控制，一個100兆瓦級構網型儲能電站，相當于有60個小電站作為電壓源直接并聯(lián)。我們基本上一個省內，（如）浙江省也就只有60多臺發(fā)電機組，你想控制要求，原來是整個系統(tǒng)，我們浙江省調管的事情，現(xiàn)在到了一個場站里面，這樣對于控制系統(tǒng)的硬件配置和控制策略提出了很高的要求。
高過載能力如何實現(xiàn)？現(xiàn)在國內構網型儲能處于示范建設階段，缺乏相應的制造，設計，以及性能測試規(guī)范。有提三倍10秒過載，也有2.5倍，提出的要求都不太一樣?，F(xiàn)在相對來說，新疆提出的3倍電流10秒過載能力，相對合理，我們有的時候建議套用這個。這實際上還不是規(guī)范，只是政策文件的支持。
大家可以看一下前面做的構網型儲能的項目，實際上過載能力一般是通過PCS超配達成的，50兆瓦/100兆瓦時，現(xiàn)在PCS是1.1倍，長期過載1.2倍，可以最多2分鐘，這本身單機可以達到10秒1.25倍(過載)，這樣相乘以后實現(xiàn)3倍過載能力。這個方案可以實現(xiàn)，但是會帶來無形之中PCS成本增大。平時不發(fā)生故障情況下，不需要構網，只要跟隨運行，保持我的功率分配。這個時候造成了我PCS成本的上升，這也就是為什么（構網型儲能）還一直處于示范，不能大規(guī)模推廣，因為成本擺在這里。
我們前面做項目，從設計院角度來看，我們要做構網型，首先不是拍腦袋，我要多少儲能，多少比例構網型的儲能？我們一定要做系統(tǒng)仿真，來進行容量分析。以我們某一個新能源大基地送出的規(guī)劃為例，首先進行大的系統(tǒng)規(guī)劃，大的電力電量平衡分析，建立整個發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，然后考慮電網側負荷曲線以及送出約束下，再開展暫態(tài)穩(wěn)定計算分析。這個基礎上我們對新能源場站短路比進行展開穩(wěn)態(tài)分析，看配多少，通過迭代，確定構網型儲能的需求，這是我們前面做的案例，一個簡單的過程。
構網型儲能還有幾個功能，首先是主動的頻率支撐能力，慣量支撐能力，其實是有功支撐能力，要求啟動響應不超過50毫秒。一次調頻跟我們其他的跟網型要求一樣，我們的構網型能力會更好。現(xiàn)在來看常規(guī)儲能，現(xiàn)在反而是一次調頻能力達不到。
這個放了一個簡單公式，大家做設計的時候都可以計算，主要響應時間要求。還有短路電流，現(xiàn)在沒有明確的規(guī)范，常規(guī)按照三倍。構網型儲能的短路支撐能力可通過變流器器件的能力提升以及多機并聯(lián)等多種方式實現(xiàn)。 多機并聯(lián)運行時，并機環(huán)流小于 5%。假如并網環(huán)流超過5%，也會造成其他事故現(xiàn)象。
構網型儲能現(xiàn)狀和展望。從國外來看構網型儲能技術最早在微電網中進行工程應用，剛才講到在弱電網中應用比較多。隨著新能源越來越多，特斯拉在澳大利亞對18年投運的電池儲能項目升級，具備構網能力。這（全球最大Grid-forming儲能項目）是SMA提供構網型變流器，規(guī)模達250兆瓦時，已經投運了。
國內現(xiàn)在處于示范建設階段，主要還是華為、南瑞以及陽光等主流的PCS廠為主，工程應用已經陸續(xù)有百兆瓦級的應用。我們院在青海也正在實施兩個大型構網型儲能電站。
總結下，構網型儲能對比其他構網技術，具有性價比優(yōu)勢。作用時間從毫秒級，秒級一直到最后小時級，在原來的（跟網型）儲能基礎上稍微增加一點成本，可以在弱電網和雙高電網中起到“頂梁柱”作用。
現(xiàn)階段通過PCS超配提高過載能力，建議各個PCS廠加快研發(fā)專門構網型變流器，提高單機過載能力。現(xiàn)階段還是PCS構網型缺乏型式試驗報告和制造標準，建議加快制定相關規(guī)范，明確主要構網技術指標。推動構網型儲能在主流大電網仿真平臺上的建模開發(fā)，支撐工程規(guī)劃設計。
我們現(xiàn)在需要構網型儲能，我們也要創(chuàng)新構網型儲能參與電力輔助服務市場的創(chuàng)新機制，建立構網型參與慣量支撐、緊急頻率支撐，黑啟動等輔助服務及評價體系。
我的匯報就這些，謝謝大家。
