中國儲能網(wǎng)訊：隨著新能源占比快速提升，電力系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)“雙高”特征，低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等問題凸顯。當傳統(tǒng)火電逐漸退出，誰來維持電網(wǎng)的電壓和頻率穩(wěn)定？構網(wǎng)儲能（Grid-Forming Storage）因其能提供電壓、頻率支撐能力，正成為破局的關鍵！
01什么是構網(wǎng)儲能
構網(wǎng)與跟網(wǎng)是并網(wǎng)運行時系統(tǒng)的兩類基本控制策略。構網(wǎng)主要指具備“主動構建電網(wǎng)” 能力的電力電子裝置（如構網(wǎng)型逆變器、儲能變流器等），能夠像傳統(tǒng)同步發(fā)電機一樣，自主建立并維持電網(wǎng)的電壓和頻率，為電網(wǎng)提供基礎支撐。
1跟網(wǎng)控制
跟網(wǎng)型儲能系統(tǒng)本質(zhì)上是電流源。身為“電網(wǎng)的跟隨者”，它自身無法提供電壓與頻率的支撐，必須依賴電網(wǎng)的電壓和頻率來運行。因此，跟網(wǎng)型儲能系統(tǒng)只能在（強）電網(wǎng)存在的情況下工作，通常用于補充電網(wǎng)的瞬時功率需求。
2構網(wǎng)控制
構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)本質(zhì)上是電壓源。身為“電網(wǎng)的構建者”，它能夠通過內(nèi)部設定電壓參數(shù)，實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓與頻率輸出。由于構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)對電網(wǎng)的支撐能力較強，所以不僅可以并網(wǎng)運行，在離網(wǎng)的條件下也能為電網(wǎng)提供支撐。除此以外，以VSG為例，構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)還能為系統(tǒng)提供虛擬慣性和阻尼。
3兩種控制的區(qū)別
在電網(wǎng)支撐能力方面，傳統(tǒng)跟網(wǎng)儲能依賴電網(wǎng)指令行動，斷電時只能被動退出。構網(wǎng)儲能則能自主建立電壓和頻率，在電網(wǎng)崩潰時快速“重建秩序”。
動態(tài)響應特性是兩者的另一重要區(qū)別。構網(wǎng)儲能的響應速度比傳統(tǒng)并網(wǎng)技術快5-10倍，能夠在毫秒級別內(nèi)響應電網(wǎng)變化。這種快速響應能力大大提高了電力系統(tǒng)應對突發(fā)事故的可靠性。
表1 跟網(wǎng)與構網(wǎng)的技術對比
02為什么要做構網(wǎng)儲能
1構網(wǎng)儲能的適用性
構網(wǎng)儲能在提高電網(wǎng)穩(wěn)定性方面具有突出表現(xiàn)。構網(wǎng)儲能可以主動提供慣量支撐、一次調(diào)頻和電壓調(diào)節(jié)等服務，同時構網(wǎng)儲能還可以通過快速功率調(diào)節(jié)抑制功率振蕩，預防連鎖故障發(fā)生。對于電網(wǎng)中大部分新能源場站短路比不足的場合，經(jīng)初步測算，配置15%具有短時1.5倍10秒過載能力的構網(wǎng)儲能系統(tǒng)，基本可以保證新能源場站的正常運行。
在促進可再生能源消納方面，構網(wǎng)儲能展現(xiàn)出獨特價值?？稍偕茉窗l(fā)電具有波動性和不確定性，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)往往需要通過棄風棄光來維持安全運行。通過配置一定比例的具有更強過載能力（3倍10s過載能力）的構網(wǎng)儲能系統(tǒng)，可起到類似調(diào)相機的作用，在滿足新能源接入條件的同時，還可以將過電壓水平控制在規(guī)定范圍內(nèi)，從而保證接入新能源的電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，使得可再生能源滲透率提高15-20%。
構網(wǎng)儲能在提供多重電網(wǎng)服務方面具有成本效益優(yōu)勢。傳統(tǒng)上，不同電網(wǎng)服務需要提供不同的專門設備，而構網(wǎng)儲能可以“一機多用”，同時提供調(diào)頻、備用、黑啟動等多種服務。隨著技術進步和規(guī)模效應的形成，構網(wǎng)儲能的成本優(yōu)勢將進一步顯現(xiàn)。
2奇點能源的構網(wǎng)實踐
傳統(tǒng)跟網(wǎng)儲能在電網(wǎng)故障時易脫網(wǎng)，奇點能源的構網(wǎng)儲能通過虛擬慣量技術，可在電網(wǎng)頻率波動時30ms內(nèi)啟動慣量響應，避免電站被強制切除。
在新能源高滲透率電網(wǎng)中，奇點能源的構網(wǎng)儲能可在電網(wǎng)電壓異常時，仍能維持穩(wěn)定運行并支撐電網(wǎng)（如在120%UN下持續(xù)運行一分鐘），從而提升電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。
在電網(wǎng)故障或極端工況下，奇點能源的構網(wǎng)儲能能夠短時輸出超過額定值的電流（如在130%IN下持續(xù)運行15s），從而提供故障穿越、電壓支撐或頻率調(diào)節(jié)等關鍵服務。
表2 傳統(tǒng)跟網(wǎng)與奇點組串式構網(wǎng)
03構網(wǎng)儲能的市場前景
1政策支持
我國政府對構網(wǎng)儲能技術發(fā)展給予了高度重視。國家發(fā)展改革委、國家能源局等多部門多次發(fā)文支持構網(wǎng)型儲能技術研發(fā)和工程示范，《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》明確提出要加快發(fā)展構網(wǎng)型儲能技術，《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》將構網(wǎng)技術列為重點攻關方向。各地方政府同樣鼓勵建設構網(wǎng)型儲能，已有十多個省份出臺了相關政策。
在財政支持方面，國家設立了專項研發(fā)資金支持構網(wǎng)儲能關鍵技術攻關。多個國家級科研項目（例如："智能電網(wǎng)技術與裝備"重點專項）都將構網(wǎng)儲能列為重點支持方向。在應用端，部分省份對采用構網(wǎng)技術的儲能項目給予額外的容量補貼或電價優(yōu)惠。
2市場現(xiàn)狀
2024年國內(nèi)、國際構網(wǎng)儲能立項數(shù)量激增，構網(wǎng)儲能電站建設如火如荼，我國在這一領域已實現(xiàn)從跟跑到領跑！
表3 2024年主要國家新增構網(wǎng)儲能容量
構網(wǎng)型儲能的應用場景多元化趨勢明顯。在發(fā)電側(cè)，構網(wǎng)儲能主要配套新能源電站，提高并網(wǎng)友好性；在電網(wǎng)側(cè)，用于提供調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務；在用戶側(cè)，應用于微電網(wǎng)和重要電力用戶的不間斷供電。其中，工業(yè)園區(qū)的構網(wǎng)型儲能微電網(wǎng)也展現(xiàn)出良好的商業(yè)前景。
表4 2024年典型構網(wǎng)儲能項目對比
3市場前景
構網(wǎng)儲能市場正迎來快速增長期。由于新能源滲透率超35%的地區(qū)出現(xiàn)剛性需求，2024年全球構網(wǎng)儲能新增裝機首次突破8GW（占新型儲能新增裝機總量的15%）。據(jù)彭博新能源財經(jīng)2024年度報告預測，到2030年，全球構網(wǎng)型儲能市場規(guī)模將增長為72.5GW（滲透率升至55%）。中國作為全球最大的儲能市場，構網(wǎng)儲能裝機預計增長至30GW，在新型儲能中的占比提升至40%。
表5 構網(wǎng)市場規(guī)模預測
構網(wǎng)儲能正從技術示范轉(zhuǎn)向規(guī)?；瘧?，產(chǎn)業(yè)鏈正在快速完善。上游的構網(wǎng)型逆變器廠商已推出成熟產(chǎn)品；中游的系統(tǒng)集成商紛紛布局構網(wǎng)儲能解決方案；下游的應用市場從電力系統(tǒng)擴展至通信、交通等多個領域。隨著標準體系逐步完善，構網(wǎng)儲能的市場化進程將進一步加快。預計到2030年，它將覆蓋全球75%以上的新型電力系統(tǒng)，成為其核心組成部分。
縱觀全球，各國政府都在積極發(fā)展構網(wǎng)儲能，中國/歐盟/美國擬將構網(wǎng)能力納入并網(wǎng)強制標準，各種規(guī)范和機制爭相出臺。如：中國《新能源強制配儲技術規(guī)范》（2025年生效），歐盟《EU Grid Code Revision (NC RfG)》（2026年生效），美國《FERC 1920法案（慣量補償機制）》（2027年生效）。
4構網(wǎng)儲能的未來發(fā)展
當全球新能源裝機突破30億千瓦，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正經(jīng)歷一場"基因級"變革。構網(wǎng)型儲能作為這場變革的核心載體，正在從技術、應用、商業(yè)三個維度重構能源體系。
在技術層面上，正在逐步實現(xiàn)從器件革命到系統(tǒng)智能的演進。首先，碳化硅的革命將帶來產(chǎn)業(yè)升級，采用碳化硅變流器后，調(diào)頻響應時間縮短至8ms（寧德時代/陽光電源青海項目）。其次，AI控制系統(tǒng)將實現(xiàn)“數(shù)字孿生電網(wǎng)”，通過對電網(wǎng)失穩(wěn)風險的預判，提高構網(wǎng)儲能資產(chǎn)利用率（據(jù)英國National Grid測算，將提升45%）。最后，模塊化的設計將使構網(wǎng)儲能成為新型電力系統(tǒng)的標配，實現(xiàn)“即插即用”。
在應用層面上，將完成從陸地到深空的全面滲透。全球首個商業(yè)化項目“海星平臺”（挪威，2027），運用構網(wǎng)技術，建立500MW級漂浮式能源島，提高了海上風電的穩(wěn)定性。在工業(yè)微網(wǎng)側(cè)，寶鋼湛江項目通過配置200MW/400MWh構網(wǎng)儲能，完成了100%綠電煉鋼，實現(xiàn)了碳減排120萬噸/年，降低了10%的電費支出。NASA阿爾忒彌斯計劃，預計2028年部署10MW構網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)地外能源的孤網(wǎng)運行。
在商業(yè)層面上，構網(wǎng)型儲能將重構能源價值體系。2024年全球構網(wǎng)金融產(chǎn)品規(guī)模突破80億美元，年增長率65%。大規(guī)模構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)可與虛擬電廠相配合，以儲能容量為產(chǎn)品，通過售賣儲能容量，實現(xiàn)獲利。同時可打包出售其電網(wǎng)支撐能力和慣量/調(diào)頻服務，實現(xiàn)多市場套利。
