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什么是构网型储能?与跟网型储能技术有什么区别?发布日期:2024-07-06 浏览次数:
储能技术是新型电力系统关键,构网型储能技术因能独立支撑电网系统而受关注。构网型储能系统为电压源,能输出稳定电压与频率,对电网支撑能力强,适用于新能源比重高、电网稳定性差的地区。


随着中国能源结构的快速转型,储能技术作为灵活调节资源和潜在的主动支持手段,已成为新型电力系统应对电网安全挑战的关键。
目前有跟网型储能技术和构网型储能技术。随着风电、光伏发电在电力系统中占比的逐步提升,电力系统的运行模式发生深刻改变,特别是在西藏、新疆、甘肃、宁夏在新能源高占比、电网相对薄弱的地区,以及依托沙漠、戈壁、荒漠地区建设的新能源大基地送端,面临着多场站短路比过低、宽频震荡、惯量水平低、电压和功角稳定性差等问题。因此构网型储能是目前是行业目前关注的热点
那么什么是构网型储能技术?它与跟网型储能技术又有什么区别?
跟网型技术
跟网型储能系统本质上是电流源,它自身无法提供电压与频率的支撑,必须依赖电网的电压和频率来运行。因此,跟网型储能系统无法独立支撑电网系统,只能在电网存在的情况下工作。跟网型储能系统通常用于补充电网的瞬时功率需求,提高电网的稳定性和可靠性。
跟网型储能系统技术原理是指储能系统作为一个电流源,其工作状态依赖于电网的电压和频率。在跟网模式下,储能系统的变流器会跟随电网的相位信息,通过锁相环(PLL)测量并网点(PCC)的相位信息,从而实现与电网的同步。这种控制模式下,储能系统无法独立提供电压和频率的支撑,因此在电网存在的情况下才能工作。跟网型储能系统通常用于补充电网的瞬时功率需求,提高电网的稳定性和可靠性。
构网型技术
构网型储能系统本质上是电压源,它能够内部设定电压参数,输出稳定的电压与频率。构网型储能系统不仅可以并网运行,还可以离网运行,对电网的支撑能力较强。由于其电压源的特性,构网型储能系统能够有效改善新型电力系统的短路容量和转动惯量缺失等问题,因此在新型电力系统中具有重要的应用前景。



构网型储能系统技术原理是指储能系统作为一个电压源,能够内部设定电压参数,输出稳定的电压与频率。构网型变流器采用与同步发电机类似的功率同步策略,不需要借助锁相环便可实现同步。在系统强度弱、物理惯性低的电网中,变流器宜采用构网控制。构网型变流器还能为系统提供虚拟惯性和阻尼,即使在没有外部电网相位信息的情况下,也能独立工作。随着新能源和电力电子设备的渗透率增加,电力系统的惯性减小、系统强度变弱,构网控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力,增强电力系统稳定性。
两种技术的区别
跟网型和构网型储能系统的主要区别在于它们的电源属性和控制方式。跟网型本质为电流源,自身无法提供电压与频率支撑,必须依赖电网电压和频率,无法支撑系统;构网型本质为电压源,内部设定电压参数信号输出电压与频率,既可并网也可离网运行,对电网支撑能力强。
此外,跟网型变流器在弱电网中存在稳定性问题,而构网型变流器则能够在弱电网中提供稳定的频率支持,有助于提高电网的稳定性。
跟网型储能系统适用于那些电网稳定性较好,不需要额外提供电压和频率支撑的场合。而构网型储能系统则更适合于新型电力系统,尤其是在新能源比重较高、电网稳定性较差的地区,如西北地区,以及新疆、西藏等电网较弱的省份。
构网型PCS与跟网型储能PCS区别
1.跟网型PCS,主要控制交流测电流,通过锁相环跟踪现有电网电压相角,随后经过坐标变换及PWM调制环节后形成控制信号并反馈回开关管。
跟网型PCS控制结构锁相环技术现阶段相对成熟,因此可在系统确定电流和最大功率点的条件下对系统进行控制。但控制所依赖的锁相环技术虽相对成熟,仍存在被动地获取电网提供稳定的频率和电压参考值才能正常工作,且自身控制回路稳定性要弱于构网型储能回路,无法起到主动支撑系统的作用。
2.构网型PCS不同于跟网型控制利用锁相环对电网进行同步,构网型PCS在内部设定电压参考信号,经过功率计算模块及频率下垂控制后与电网其余部分同步。类似于同步发电机控制,不依赖外部电压参考信号。
构网型PCS具备没有外界发电供给条件下调动自身运行实时调整输出能力,通过功率输出调整保持电压输出,形成电压源并网,并保持系统稳定,另在没有刚性电压源的弱电网中可形成一个独立电网。但是构网型PCS过流能力由1.5倍提升至3.0倍,故成本较跟网型大幅增加。
跟网型与构网型技术对比及优劣势分析



注*:系统成本以50MW/100MWh液冷系统报价为参考
数据来源:某PCS头部生产商
发展趋势
构网型储能作为新兴技术,行业仍处于探索的阶段,电网的需求尚未明确,相关的规程规范尚未建立,储能系统标准配置和做法尚未统一,但构网技术是支撑新型电力系统建设的“刚需”,下一步,构网型储能在单体PCS的过载能力、控制算法、仿真建模等方面将会进一步进行技术提升和优化,满足不同电网或地区差异化的构网要求。



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