隨著中國能源結(jié)構(gòu)的快速轉(zhuǎn)型，儲(chǔ)能技術(shù)作為靈活調(diào)節(jié)資源和潛在的主動(dòng)支持手段，已成為新型電力系統(tǒng)應(yīng)對電網(wǎng)安全挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

目前有跟網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)和構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)。隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)中占比的逐步提升，電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式發(fā)生深刻改變，特別是在西藏、新疆、甘肅、寧夏在新能源高占比、電網(wǎng)相對薄弱的地區(qū)，以及依托沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)建設(shè)的新能源大基地送端，面臨著多場站短路比過低、寬頻震蕩、慣量水平低、電壓和功角穩(wěn)定性差等問題。因此，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能是目前是行業(yè)目前關(guān)注的熱點(diǎn)，南瑞繼保、華為、陽光電源、科華數(shù)能等主流廠家均推出具備構(gòu)網(wǎng)能力的儲(chǔ)能設(shè)備，在部分項(xiàng)目中已得到應(yīng)用。

那么什么是構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)？它與跟網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)又有什么區(qū)別？

跟網(wǎng)型技術(shù)

跟網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)本質(zhì)上是電流源，它自身無法提供電壓與頻率的支撐，必須依賴電網(wǎng)的電壓和頻率來運(yùn)行。因此，跟網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)無法獨(dú)立支撐電網(wǎng)系統(tǒng)，只能在電網(wǎng)存在的情況下工作。跟網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)通常用于補(bǔ)充電網(wǎng)的瞬時(shí)功率需求，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

跟網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)原理是指儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一個(gè)電流源，其工作狀態(tài)依賴于電網(wǎng)的電壓和頻率。在跟網(wǎng)模式下，儲(chǔ)能系統(tǒng)的變流器會(huì)跟隨電網(wǎng)的相位信息，通過鎖相環(huán)（PLL）測量并網(wǎng)點(diǎn)（PCC）的相位信息，從而實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的同步。這種控制模式下，儲(chǔ)能系統(tǒng)無法獨(dú)立提供電壓和頻率的支撐，因此在電網(wǎng)存在的情況下才能工作。跟網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)通常用于補(bǔ)充電網(wǎng)的瞬時(shí)功率需求，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)

構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)本質(zhì)上是電壓源，它能夠內(nèi)部設(shè)定電壓參數(shù)，輸出穩(wěn)定的電壓與頻率。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅可以并網(wǎng)運(yùn)行，還可以離網(wǎng)運(yùn)行，對電網(wǎng)的支撐能力較強(qiáng)。由于其電壓源的特性，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效改善新型電力系統(tǒng)的短路容量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量缺失等問題，因此在新型電力系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用前景。

構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)原理是指儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一個(gè)電壓源，能夠內(nèi)部設(shè)定電壓參數(shù)，輸出穩(wěn)定的電壓與頻率。構(gòu)網(wǎng)型變流器采用與同步發(fā)電機(jī)類似的功率同步策略，不需要借助鎖相環(huán)便可實(shí)現(xiàn)同步。在系統(tǒng)強(qiáng)度弱、物理慣性低的電網(wǎng)中，變流器宜采用構(gòu)網(wǎng)控制。構(gòu)網(wǎng)型變流器還能為系統(tǒng)提供虛擬慣性和阻尼，即使在沒有外部電網(wǎng)相位信息的情況下，也能獨(dú)立工作。隨著新能源和電力電子設(shè)備的滲透率增加，電力系統(tǒng)的慣性減小、系統(tǒng)強(qiáng)度變?nèi)?，?gòu)網(wǎng)控制技術(shù)可以提高變流器的電壓、頻率支撐能力，增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

兩種技術(shù)的區(qū)別

跟網(wǎng)型和構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要區(qū)別在于它們的電源屬性和控制方式。跟網(wǎng)型本質(zhì)為電流源，自身無法提供電壓與頻率支撐，必須依賴電網(wǎng)電壓和頻率，無法支撐系統(tǒng)；構(gòu)網(wǎng)型本質(zhì)為電壓源，內(nèi)部設(shè)定電壓參數(shù)信號輸出電壓與頻率，既可并網(wǎng)也可離網(wǎng)運(yùn)行，對電網(wǎng)支撐能力強(qiáng)。

此外，跟網(wǎng)型變流器在弱電網(wǎng)中存在穩(wěn)定性問題，而構(gòu)網(wǎng)型變流器則能夠在弱電網(wǎng)中提供穩(wěn)定的頻率支持，有助于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

跟網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)適用于那些電網(wǎng)穩(wěn)定性較好，不需要額外提供電壓和頻率支撐的場合。而構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)則更適合于新型電力系統(tǒng)，尤其是在新能源比重較高、電網(wǎng)穩(wěn)定性較差的地區(qū)，如西北地區(qū)，以及新疆、西藏等電網(wǎng)較弱的省份。

構(gòu)網(wǎng)型PCS與跟網(wǎng)型儲(chǔ)能PCS區(qū)別

1.跟網(wǎng)型PCS，主要控制交流測電流，通過鎖相環(huán)跟蹤現(xiàn)有電網(wǎng)電壓相角，隨后經(jīng)過坐標(biāo)變換及PWM調(diào)制環(huán)節(jié)后形成控制信號并反饋回開關(guān)管。

跟網(wǎng)型PCS控制結(jié)構(gòu)鎖相環(huán)技術(shù)現(xiàn)階段相對成熟，因此可在系統(tǒng)確定電流和最大功率點(diǎn)的條件下對系統(tǒng)進(jìn)行控制。但控制所依賴的鎖相環(huán)技術(shù)雖相對成熟，仍存在被動(dòng)地獲取電網(wǎng)提供穩(wěn)定的頻率和電壓參考值才能正常工作，且自身控制回路穩(wěn)定性要弱于構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能回路，無法起到主動(dòng)支撐系統(tǒng)的作用。

2.構(gòu)網(wǎng)型PCS不同于跟網(wǎng)型控制利用鎖相環(huán)對電網(wǎng)進(jìn)行同步，構(gòu)網(wǎng)型PCS在內(nèi)部設(shè)定電壓參考信號，經(jīng)過功率計(jì)算模塊及頻率下垂控制后與電網(wǎng)其余部分同步。類似于同步發(fā)電機(jī)控制，不依賴外部電壓參考信號。

構(gòu)網(wǎng)型PCS具備沒有外界發(fā)電供給條件下調(diào)動(dòng)自身運(yùn)行實(shí)時(shí)調(diào)整輸出能力，通過功率輸出調(diào)整保持電壓輸出，形成電壓源并網(wǎng)，并保持系統(tǒng)穩(wěn)定，另在沒有剛性電壓源的弱電網(wǎng)中可形成一個(gè)獨(dú)立電網(wǎng)。但是構(gòu)網(wǎng)型PCS過流能力由1.5倍提升至3.0倍，故成本較跟網(wǎng)型大幅增加。

跟網(wǎng)型與構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)對比及優(yōu)劣勢分析

發(fā)展趨勢

構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能作為新興技術(shù)，行業(yè)仍處于探索的階段，電網(wǎng)的需求尚未明確，相關(guān)的規(guī)程規(guī)范尚未建立，儲(chǔ)能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置和做法尚未統(tǒng)一，但構(gòu)網(wǎng)技術(shù)是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“剛需”，下一步，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能在單體PCS的過載能力、控制算法、仿真建模等方面將會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)提升和優(yōu)化，滿足不同電網(wǎng)或地區(qū)差異化的構(gòu)網(wǎng)要求。