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构网+储能,新能源并网的下一个刚需

   2024-09-27 世纪新能源网段伟林1930
核心提示:构网型储能的优势正逐步具象化

是时候让构网型储能走上台前。

新能源的迅猛发展与电网建设的相对滞后,促使2024年风光消纳问题日渐显现。

在这一背景下,加强火电的调节作用与大力推动储能技术的发展,是解决新能源消纳问题的重要抓手。

今年上半年,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,更重要的是,它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。

构网型储能,迎来从1到10的发展

构网型储能何时诞生?

纵观国家能源局发布的相关政策,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。

以上政策的出台明确了构网型储能的使命,要在波动的新能源和需要稳定的电网之间搭建起安全稳定的“桥梁”,保障电网高质量发展的同时允许电网接入更多新能源。

构网型储能也扎根于急需它的土壤之上。从2023年至今,西藏、新疆、宁夏等地接连发布新能源项目中构网型储能的鼓励或强制配置政策,招标同时开启,截至2024年6月,国内构网型储能项目累计实现招标总量2.3GW/7.6GWh。

从跟网走向构网,规模化难题需要破解

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?

关键在于构网型变流器。从理论上讲,“构网型”与“跟网型”相对应,属于电力电子领域的术语,描述储能系统和变流器的工作模式。

有业内人士解释,变流器在跟网型模式下,行为可以被近似等效为控制一个与大电阻并联的电流源,展现电流源的特性,提供恒定电流输出;而构网型变流器,行为可类比为对一个小电阻串联的电压源进行控制,展现电压源的特性,提供稳定电压输出。

这一物理性能决定着跟网型储能电站在提供消纳能力的同时,必须依赖电网的稳定电压和频率运行,无法为电网提供强度的支撑。

而构网型储能却“化被动为主动”,能使逆变器连接的能源(例如风光或电池)在电网干扰或停电时,为电网提供电压和频率的支持。

 

(图片来源网络)

正是基于以上能力,构网型储能在西藏等可再生能源发电比重较高、电网稳定性较差的地区优势明显。

目前,构网型储能正向规模化运用方向发展,综合行业观点来看,构网型储能面临以下问题:

一方面,缺乏统一的指引。电网的需求尚未明确,规范尚未建立,储能系统标准配置和做法尚未统一;

另一方面,技术还需优化提升。单体PCS(储能变流器)的过载能力、控制算法等方面需满足不同电网或地区差异化的构网要求;

同时,经济性仍需考量。构网型储能需要通过超配PCS方式,提高过载能力构建支撑大电网稳定运行的电压源,系统成本上升;项目也缺乏合理的调度机制和盈利机制。

解决以上问题,需要各地政府、电网与企业共同努力。

示范项目落地,华为领跑构网型储能

从市场来看,已有几十家企业已推出构网型储能产品,足以说明行业认识到了新的技术风口已到。但实际上,真正经历实战考验的项目相对较少。

华为作为电力电子领域的龙头,无论是解决行业难题,还是在研发新型技术,推动示范项目落地上都责无旁贷。

今年6月,华为全球首款从芯到网的智能组串式构网型储能平台正式发布,代表华为正式携手风光储迈入主动安全构网新时代。

该平台的主要创新点在于提出多场站级自同步幅频调制技术、宽频自稳和致稳控制技术,并研发构网型储能的功率模组和控制芯片,以上技术保障了构网型储能的多场景应用和稳定运行。

同时,在其引领的组串式路线基础上,华为还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,进一步提升了储能系统的安全与性能。

7月,华为位于新疆哈密、青海格尔木、西藏阿里等地多个构网型储能电站完成并网测试,这是全球首批构网型储能电站。

另外,截至今年9月,华为所打造的全球首个采用构网型储能技术的 GW 级项目,沙特“红海”也已平稳运行一年。

以上项目标志着华为智能光风储发电机构网型储能成功进入规模化应用阶段,领跑行业。

在一个多月前行业召开的“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”技术鉴定会上,华为智能组串式构网型储能系统,成为制定构网型储能标准的重要参考,中国电机工程学会和中国电科院等单位正以此为契机,联合华为等企业,抓紧研究推进标准进程,并通过大量工程实践,检验和完善构网型储能技术、装备和标准。

构网型储能的优势正逐步具象化。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,引领储能进入构网型储能时代。

 
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