2023年8月15日,巴西发生大面积停电事故,亏本电力占总负荷的31%。在事故前,事故起源所在地的风电出力占比高达73%。
2023年12月23日,由于英国和法国之间的一个高压传输廓清蓦地跳闸,英国电网在蓦地亏本了1GW的电力,系统频率从50赫兹骤降至49.3赫兹。
这是两起典型的因表象比例在电力系统中的占比畸高所激发的电力事故。
而在英国电网的事故中,由于阳光电源位于英国的多个兆瓦时储存电站在事故发生的一秒内飞快反应,提供柔性的惯量撑捏,使得5分钟之内电网频率从49.3赫兹收复至正常启动范围,幸免了大范畴停电事故。
这即是构网时刻的“神奇之处”。
事实上,这一时刻当今一经在很多国度受到青睐。以澳大利亚为例,该国因电力系统存在输电距离远、可再生动力渗入率高的特征,为杀青电力供给的安全相识,提倡浪漫发展构网型时刻。
构网时刻需求日渐紧要
构网型时刻并非新词,最早以“构网型终局(Grid-forming Control)”一词,于1997年由德国太阳能供电时刻规划所提倡。
2021年12月,北好意思电力可靠性组织(NERC)在其发布的白皮书《构网型时刻——大范畴电力系统可靠性琢磨》中,对构网时刻进行过界说。
其界说为“在次暂态到暂态流程中,督察内电势相量恒定或接近恒定。它使得逆变器后资源概况立即反应外部系统的变化,并在不同的电网要求下保捏逆变器后资源终局的相识性。同期,它必须终局电压相量以保捏与电网中其他开发的同步,还须相宜调度有功功率和无功功率以为电网提供撑捏干事。”这一办法当今被普通沿用。
在国内,构网时刻近些年来被计谋文献密集说起。
这是因为,在我国,新式电力系统除了同样面对“高比例新动力+高比例电力电子开发”的“双高”特征,还将重复“高比例特高压直流输电”这一要素。“三高”特征下,升迁新式电力系统合座的安全终局水平尤为紧要,构网时刻于是参加了更主流的视线。
2023年,国度动力局发布的《对于组织开展可再生动力发展试点示范的奉告》在时刻改进类面貌方面说起了,包括新动力加储能构网型时刻示范,主要支捏构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能、新动力低频组网送出等时刻研发与工程示范。
《加速构建新式电力系统行动决议(2024—2027年)》(下称《行动决议》)提倡,阐述高比例新动力电力系统启动需要,聘用典型场景利用构网型终局时刻。
中国工程院院士舒印彪在对《行动决议》进行解读时谈到,从电网新时刻来看,要鼓吹构网型时刻利用,升迁系统合座安全终局水平。
舒印彪以为,构网型时刻对于电网送端“沙戈荒”高比例新动力地区、受端“空腹化”地区均有普通的利用需求。
具体来看,构网型开发终局策略与参数的生动性使其不错适用于多场景相识问题。舒印彪以为,要明确不同地区电网启动的主要矛盾,在沙戈荒等高比例新动力外送地区可树立构网型时刻开发羁系暂态过电压,在负荷中心可树立构网型时刻开发升迁系统短路容量,在弱一样电网可试点树立构网型开发升迁保供才调和有功快速调度才调。
前景储能首席时刻官徐中华告诉21世纪经济报说念记者,刻下来说,作念好构网中枢时刻之一在变流器。变流器最初我方要概况行为一个特殊智能和生动的发动机,岂论是在强网如故弱网的环境下,齐不错自稳妥按照既定的频率和电压运转。正如定速巡航一样,阻力和摩擦力变大,自动加大功率,反之受到阻力的时刻概况延缓还概况领受能量。不仅如斯,建立和督察电压与频率相识也形成了是他的第一拖累。
“当储能电站的范畴到百兆瓦级以上时,场站装备的PCS开发数目少则数十台,多则数百台,构网组织就演形成了一个兵团、一支舰队,如何作念到集群构网才调,也即是寰球如何作念到步频一致,步幅一致,相对位置也保捏一致,一朝掉队,还要立马跟上队伍。这才是构网在本体利用中要面对的愈加中枢、愈加忙碌的挑战。”徐中华评释注解。
构网时刻已成企业“香饽饽”
值得一提的是,跟着新式储能时刻的不停迭代,具有构网才调的新式储能系统正在喷涌而出。
这是因为,“储能由于具有相对相识的能量作撑捏,且可蓦地当然开释,是杀青构网型时刻的自然载体。”中国电力科学规划院储能与电工新时刻规划所讲授级高等工程师许守平在一场会议上公开谈及。
2023年于今,新疆、西藏、江苏等地方接踵发布了探索开发构网型储能关系计谋文献,支捏构网型储能等时刻研发与工程示范。
需求方面,据GGII(高工产业规划院)数据,2024年以来我国构网型储能招标范畴达到1.468GW/4.613GWh。在西藏、青海等新动力接入比例高的地区,构网型储能需求在提高。2024年以来,西藏招标、开工的面貌有11个,容量范畴达到1.15GWh。
值得一提的是,2024年,构网型储能居品,彰着将成为各企业不行淡薄的竞争力,成为居品布局的主要隘方之一。
2023年3月,阳光电源就推出了以光储构网型终局时刻为中枢的《干细胞电网时刻白皮书》。
近日,华为智能组串式构网型储能系统重要时刻及利用通落后刻疏漏,并有多个面貌进行实证。
科华数据子公司科华数能也推出了全新一代的奢睿液冷储能系统,并已率先通过全项构网型储能并网性能测试。
近日,前景储能发布了其系统级储能居品,意在推动AI与构网时刻和会。据悉,前景储能自研的GenGrid生成式电网时刻,“1+4”全栈构网,通过对源侧、网侧、用户侧数据的感知和识别,集结历史数据大模子,可杀青自主调校惯量、阻抗、频率、电压等参数,生动稳妥孤网、弱网、新动力大基地等各式场景,支捏100%新动力电力系统。
业内大宗以为,构网型时刻的研发既需要企业在电力电子时刻边界内的长期深耕,也需要在推行面貌中蓄积教学。
从时刻价值的角度动身,科华数能副总裁兼时刻中心总司理曾春保以为:“构网型储能系统对客户的收益有紧要影响,当今最显性的收益是升迁短路容量比才调。接纳光伏发电的电网,要求新动力发电企业要配调相机,配调相机的作用即是为了料理短路比的问题,而储能系统就能料理这一问题,同期还缩小了运维资本,这就为构网面貌带来浩荡收益。尤其是微网面貌,离网要求下依靠光伏+储能+柴油发电机,构网价值更高。”
从构网时刻的才调方面,南瑞继保以为,除了业内很多企业宣传的具备构网时刻所眷注的无功撑捏,其公司还在眷注构网储能在有功的瞬时摊派方面以及对于频率的撑捏方面的才调。此外,南瑞继保在奏效研制和利用构网储能的基础上,为了料理暂态电压相识和撑捏问题,还将构网时刻拓展利用到了静止同步调相机和构网SVG(静态无功赔偿器)上。
跟着该时刻的探索与利用,行业程序的制订也在路上。21世纪经济报说念记者精细到,2023年12月27日,中国电工时刻学会崇拜批准发布《构网型储能系统并网时刻范例》(T/CES243-2023)和《构网型储能系统并网测试范例》(T/CES244-2023)2项团体程序,这是寰宇初次发布构网型储能时刻边界的团体程序。
2024年7月1日,我国将崇拜推论保举国标《电化学储能系统储能变流器时刻范例》(GB/T 34120-2023),针对PCS在电网相识撑捏才调方面,提倡了更多的目的要求。
不外,刻下构网型时刻尚处于范畴化发展早期。
乱伦文学舒印彪也指出,要完善支捏构网型时刻利用的机制开发。当今,构网型时刻快速发展成人黄色网址,但关系配套机制较为滞后。要进一步健全稳妥构网型时刻主体开展来回和调度的基本范例,完善电力扶植干事市集居品体系、准入要求、来回口头和赔偿程序,体现构网型时刻主动撑捏电网电压、频率、功角相识和新动力树立消纳的多维度价值。