储能构网控制及并网测试渠展展中国电力科学研究院有限公司储能与电工新技术研究所2024.03储能与构网1规范与要求2目录Contents测试与实践3相关工作基础42/31储能是支撑新型电力系统建设的重要技术和基础装备，对促进新能源消纳、保障电力供应、提升电网安全具有重要意义，主要在保障电力电量平衡、提高系统安全裕度、促进新能源高效利用方面发挥重要作用，是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑。储能的应用需求极端天气下保障电力供需平衡提升电力系统安全充裕度提供系统虚拟惯量支撑能力“保供应、保安全、促消纳”是贯穿新型电力系统各发展阶段的核心问题，未来还将长期存在。3/31储能不生产能量，只“搬运”能量，通过能量的时间转移、空间转移、快速吞吐、保留备用、零存整取、整存零取等方式，应用于电力系统不同节点，发挥不同的作用。与源、网、荷协同发展是实现电力系统高质量发展的客观需要。源网荷平滑新能源波动电能质量调节削峰填谷过载治理应急电源光储充储能典型应用场景4/31国家风光储输示范工程储能电站2011年投运装机总容量19MW/83.5MWh2011年，功能验证2018年，商业示范江苏镇江百兆瓦大规模电网侧储能电站示范工程2018年投运装机总容量101MW/202MWh2021年，推广应用碳达峰、碳中和目标加快建设新型电力系统加快新型储能示范推广应用2030年电化学储能装机将超1亿千瓦历经10余年的验证、示范、试错，新型储能进入快速发展期，应用场景及功能不断丰富储能发展阶段5/31储能应用新模式构网6/31什么是构网跟网跟网型构网构网型控制构网型变流器构网型跟网型控制构网型风机构网型储能构网型光伏“一种电力电子控制技术”7/31构网技术来源D.Pattabiraman,R.H.Lasseter.andT.M.Jahns,"ComparisonofGridFollowingandGridFormingControlforaHighInverterPenetrationPowerSystem,"2018IEEEPower&EnergySocietyGeneralMeeting(PESGM),2018,pp.1-5,doi:10.1109/PESGM.2018.8586162.Grid-FollowingControl&Grid-FormingControl1993下垂控制(Droop)2007虚拟同步发电控制(VSG)2010功率同步控制(PSC)2011同步变流器(Synchronverter)2013同步功率控制(SPC)2016虚拟振荡器(VOC)2018匹配控制(MC)2020混合同步控制8/31构网控制功能A公司B公司C公司电压源特征电压支撑频率支撑惯量支撑短路电流故障穿越9/31构网控制机理构网控制通过改变变流器输出电压相位/幅值以调节有功/无功功率输出，从而为系统提供频率/电压支撑。模拟同步发电机电压源特性，瞬时响应时保持内电势恒定，构网控制借助功率同步策略实现同步，不依赖外部电网相位信息，在孤网和并网模式下均能工作。IZcUcIcZgUgGFLugig功率控制idiq电流内环控制PLLωgu'电流源特性EUcIcZgUgGFMZc(b)ugig功率控制Umφm电压控制PLLωgu'电压源特性电压/相位构网控制与同步发电机对比构网控制与跟网控制对比10/31构网技术需求经典稳定框架频率稳定电压稳定功角稳定新型电力系统频率稳定电压稳定功角稳定变流器驱动稳定谐振稳定可再生能源大量接入，电力电子发电设备在电力系统中占比不断提升。低惯量、低阻尼、弱电压支撑已成为新型电力系统的显著特征，电力系统出现新的稳定性问题；构网控制技术能够模拟同步发电机运行特性，理论上可以提升新能源电站暂态支撑能力及系统稳定性。电力电子化电力系统新型电力系统稳定性问题11/31规范与要求2储能与构网1目录Contents测试与实践3相关工作基础412/31国外构网技术规范国家/地区机构名称发布时间及相关信息美国美国国家可再生能源实验室（NREL）《ResearchRoadmaponGrid-Forminginverters》2020年11月发布，详述构网技术发展路线图美国北美电力可靠性公司（NERC）《GridFormingTechnology-BulkPowerSystemReliabilityConsiderations》2021年12月发布，构网逆变器在大容量电力系统中的运行规范美国北美电力可靠性公司（NERC）《GridFormingFunctionalSpecificationsforBPS-ConnectedBatteryEnergyStorageSystems》2023年6月发布，电池储能系统构网功能规范美国构网技术通用性联盟（UNIFI）《SpecificationsforGrid-formingInverter-basedResources》Version12022年12月发布，逆变器构网...