隨著儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，并網(wǎng)型儲能不再滿足客戶的需求，構(gòu)網(wǎng)型儲能應(yīng)運而生。伴隨西藏、新疆等地構(gòu)網(wǎng)型儲能需求頻繁，構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)逐漸獲得關(guān)注。儲能構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)從本質(zhì)上講，構(gòu)網(wǎng)是通過PCS來實現(xiàn)的，因此構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)一定程度上反饋了PCS的核心能力。

構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)最核心的點在于，它以電池作為能量載體，以功率變換單元也就是儲能變流器作為傳遞媒介，輔以構(gòu)網(wǎng)控制核心，來虛擬大型的同步發(fā)電機，為電網(wǎng)提供慣性，幫助解決調(diào)峰調(diào)頻能力不足、電壓穩(wěn)定裕度低、暫態(tài)過電壓、寬頻振蕩等問題，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。其顯著特征在于需要能量，以及輸出由傳統(tǒng)的電流源型變?yōu)殡妷涸葱汀?/p>

2023年5月，西藏發(fā)改委首次提出風(fēng)電光伏新能源項目配套儲能需“加裝構(gòu)網(wǎng)型裝置”的要求。未來行業(yè)發(fā)展過程中，利用構(gòu)網(wǎng)型儲能來彌補“雙高”電網(wǎng)下系統(tǒng)的慣量降低是新型儲能領(lǐng)域的長期技術(shù)發(fā)展趨勢。無獨有偶。7月10日，新疆自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于組織上報2023年獨立新型儲建設(shè)方案的通知》，提出積極探索建設(shè)構(gòu)網(wǎng)型儲能，喀什、和田、克州、塔城、阿勒泰、巴州等地構(gòu)網(wǎng)型儲能比例原則上不低于年度新型儲能規(guī)模的20%。

新型電力系統(tǒng)對于構(gòu)網(wǎng)型變流器的需求也逐步在增加。具體來看，需要構(gòu)網(wǎng)型儲能主動提供電網(wǎng)電壓，能夠提供電網(wǎng)慣量支撐，根據(jù)系統(tǒng)需要自主提供系統(tǒng)慣量，具備故障穿越能力和阻尼可控能力。

構(gòu)網(wǎng)型儲能逐漸成為行業(yè)關(guān)注熱點。構(gòu)網(wǎng)型儲能相比微網(wǎng)，難度大很多。構(gòu)網(wǎng)型儲能需要解決新型電力系統(tǒng)里電網(wǎng)短路容量、改善系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量、優(yōu)化頻率電壓控制、提供故障穿越支撐等難題。

當(dāng)前，構(gòu)網(wǎng)技術(shù)處于發(fā)展初期。但面向越來預(yù)告新能源高比例接入，構(gòu)網(wǎng)技術(shù)成為建設(shè)高質(zhì)量電網(wǎng)的重要“通路”。構(gòu)網(wǎng)型儲能玩家增多的同時，不容忽視的是構(gòu)網(wǎng)型儲能仍處于初期發(fā)展階段。具體表現(xiàn)，當(dāng)前構(gòu)網(wǎng)型儲能的功能定位、并網(wǎng)和調(diào)度運行管理及技術(shù)要求均尚不明確。而來自技術(shù)、協(xié)調(diào)、標準體現(xiàn)、成本等均具備不少挑戰(zhàn)。

第一大挑戰(zhàn)，正是來自技術(shù)的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在單機過載、過流能力，同時還要適應(yīng)具備差異化的電網(wǎng)環(huán)境。從技術(shù)角度看，首先，構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)具有較高的技術(shù)壁壘，核心考驗的PCS能力，可構(gòu)建起支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行的電壓源。短時過載成為“剛需”。目前，行業(yè)普遍采用“超配”2-2.5倍PCS的方式來滿足儲能系統(tǒng)在3倍過載時能夠提供10秒的支撐能力。如何加強變流器的過流能力，從而有效降低因變流器電流快速增長帶來的過流風(fēng)險危及變流器硬件組件，是當(dāng)前對于構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一。具體來看，如何提高構(gòu)網(wǎng)型儲能過流能力、單機過載能力仍是當(dāng)前重要難題;而由于不同電網(wǎng)或地區(qū)差異化的構(gòu)網(wǎng)要求，使得構(gòu)網(wǎng)型儲能控制算法、仿真建模要不斷積累創(chuàng)新，方能適應(yīng)不同的電網(wǎng)。

第二個挑戰(zhàn)：如何與其他電壓源設(shè)備協(xié)調(diào)，處理好多個電壓源的問題。和儲能電站已有的其他模擬電壓源“搶活兒”是當(dāng)前構(gòu)網(wǎng)型儲能發(fā)展亟待解決的問題。構(gòu)網(wǎng)型儲能作為電壓源，若多臺電壓源設(shè)備并列運行，可能存在環(huán)流、搶功率等問題，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備如何與這些已有的無功源設(shè)備相互協(xié)調(diào)也是當(dāng)前構(gòu)網(wǎng)型儲能需要技術(shù)突破的重點方向。

第三大挑戰(zhàn)，亟需完善構(gòu)網(wǎng)型儲能的標準體系。構(gòu)網(wǎng)型儲能硬件還缺乏相應(yīng)的標準和規(guī)范，比如技術(shù)定位、技術(shù)規(guī)范、功能要求、測試規(guī)范、驗收標準等亟待出臺。具體來看，首先，構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)的應(yīng)用逐漸增多要求儲能系統(tǒng)及涉網(wǎng)的保護定值需重新設(shè)定，比如BMS、斷路器等設(shè)備的過電流保護定值需調(diào)整以躲過短時過載電流等;其次，構(gòu)網(wǎng)型儲能應(yīng)用于大電網(wǎng)工況下的功率分配標準和在未來電網(wǎng)中裝機占比等問題開展研究。現(xiàn)階段，構(gòu)網(wǎng)型儲能硬件標準缺乏，而PCS缺乏型式試驗報告和制造標準。有專家呼吁，要建議加快制定相應(yīng)規(guī)程規(guī)范，明確主要構(gòu)網(wǎng)技術(shù)指標，完善構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)在大電網(wǎng)層面應(yīng)用的相關(guān)標準體系建設(shè)。華能清能院去年牽頭了全球第一個關(guān)于構(gòu)網(wǎng)型變流器的完整標準《構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器技術(shù)規(guī)范》，吸引了華為、陽光電源、西門子、匯川技術(shù)等20余家企業(yè)參與標準討論，目前已于2023年12月26日發(fā)布。同時，國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學(xué)研究院牽頭制定電工技術(shù)學(xué)會標準《構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》《構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試規(guī)范》，于2023年12月27日發(fā)布。當(dāng)前，目前國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)國標未出，正由中國電科院牽頭準備申請國標。

實際應(yīng)用方面，以新疆為例，當(dāng)?shù)匕l(fā)布了電網(wǎng)地方標準，要求3倍過載10秒的需求。為滿足3倍過載能力，構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)需要考慮PCS的最大過載能力、升壓變過載能力、開關(guān)柜內(nèi)斷路器的最大過載能力、電流匯流柜內(nèi)熔斷器和負荷開關(guān)的過載能力、高壓盒內(nèi)熔斷器及接觸器或隔離開關(guān)的過載能力、動力線纜和鋁排的過載能力，根據(jù)單個部件的過載能力選配不同的儲能設(shè)備配置方案。

第四個困局則是如何解決構(gòu)網(wǎng)型儲能成本較高的難題。為了滿足短時擴展能力，PCS需要具備較大的容量冗余，這直接增加了系統(tǒng)成本。構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備過流能力由1.5倍提升至3.0倍，整套儲能系統(tǒng)設(shè)備超配，成本相應(yīng)“上漲”。而在盈利模式方面，構(gòu)網(wǎng)型參與慣量支撐，頻率，黑啟動等輔助服務(wù)的評價和回報機制尚不明確。以上述新疆案例來看，目前方案還是在0.25C系統(tǒng)內(nèi)需要PCS及變流器超配來實現(xiàn)，對整體系統(tǒng)成本要求高，需要針對實際需求研發(fā)適用于構(gòu)網(wǎng)應(yīng)用的專用儲能系統(tǒng)設(shè)備。

總體而言，從構(gòu)網(wǎng)型儲能投運項目運行經(jīng)驗來看，構(gòu)網(wǎng)型儲能還在發(fā)展的初期階段，構(gòu)網(wǎng)型儲能需要設(shè)備企業(yè)、研究機構(gòu)、業(yè)主單位、規(guī)劃設(shè)計、并網(wǎng)調(diào)度等多方力量共同推動，才能不斷提升構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)突破及大規(guī)模推廣應(yīng)用。