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甘肃民勤构网型储能电站
宁夏曙光构网型储能电站并网现场
2023年09月27日,国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》(国能发新能〔2023〕66号),提出“新能源加储能构网型技术示范。主要支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能、新能源低频组网送出等技术研发与工程示范,显著提高新能源接入弱电网的电压、频率等稳定支撑能力,大幅提升风电光伏大基地项目输电通道的安全稳定送电能力。”这是国家能源管理层正式提出构网储能的实施路径。
稍早之前,西藏自治区发改委、新疆自治区发改委、辽宁省发改委、福建省发改委等陆续在省内的新能源建设方案、试点工作等政策中也都明确提出了构网型储能应用的要求。
南瑞继保是国内最早开始系统研究构网技术在储能领域应用的研究机构。长期服务于电力系统,对电力系统运行机理的深刻理解,南瑞继保很早就意识到,储能具备电源、负荷灵活可控的双重特性,加以快速准确的控制,可作为一个高效多面的调节支撑资源,对未来电力系统的稳定运行起到不可替代的作用。
南瑞继保在十多年的储能工程实践中,逐渐清晰和明确了构网型储能的真正内涵。2018年,在新疆离网项目中验证了虚拟同步机技术对电网的支撑作用和不足,随后在甘肃肃州、珠海横琴等项目中验证了超越虚拟同步机电网支撑能力的构网储能概念,并对构网储能的关键参数指标进行验证;2021年12月南瑞继保构网型储能产品顺利通过中国电机工程学会组织的专家鉴定;2022年开始,南瑞继保构网型储能技术得到能源主管部门和业界的认同,开始了规模化应用,迄今已运行和实施了数十个工程项目。
南瑞继保构网型储能既能在长时间尺度上实现能量时移的削峰填谷,也能在动态、暂态过程中实现对电网频率、电压的支撑。构网型储能对电网支撑的功能无需消耗大量能量,不影响日常削峰填谷的能力,在支撑功能发挥作用期间也不存在所谓的“构网、跟网功能切换”过程,不会对储能系统本身形成冲击。构网储能在并网点电网是高比例新能源电网、弱联网电网、离网电网以及并离网可切换电网的场景下都能够发挥无需进行人工干预的电网支撑能力。构网功能提升了储能系统的电网友好性,更由于可以提供惯量支持等功能,在未来电力辅助服务市场中,可参与更多的市场品种交易,提升储能项目的盈利状况,使储能在发挥支撑电网的同时获取合理收益,提升并网点区域新能源的送出能力,有助于区域新能源渗透率提升,进一步推动储能行业的发展。
西藏林周拉顶项目试验现场
构网型储能在技术和政策的驱动下逐渐开始批量应用,电网技术管理部门也在紧锣密鼓的制定、测试、验证相应的规程规范。今年1月南瑞继保供货的西藏索县构网型储能项目中,在国调中心、西南网调、西藏区调的指导下,由中国电科院、西藏电科院开展了电网耐受性、高低电压穿越、调频调压、惯量支撑、阻尼控制、相位跳变、跟网控制等功能测试,并进行了完全实景的一次高电压三相短路故障试验,测试结果表明各项性能指标达到预期,验证了构网型储能在电网故障期间的主动支撑能力。在西藏林周拉顶项目中,相关测试共历时15天,进行了14大项27小项的测试项目,所有项目均获得满意的试验数据,再次验证了南瑞继保构网型储能的技术能力。上述测试都是按照最新构网储能测试规范要求开展,为不久将要实施的《构网型储能电站并网技术要求》(试行)和《构网型储能电站并网测试规程》(试行)等技术标准提供了数据支撑和验证。
南瑞继保构网型储能技术的研究和工程实践,也得到了世界顶级电力技术机构CIGRE的关注。今年3月,由南瑞继保专家召集发起CIGRE B4.101构网储能工作组正式开展工作,这标志着由南瑞继保在国内率先提出的构网储能成为国际权威技术组织认可的技术发展方向。构网型储能工作组的目标是系统性研究、讨论和总结归纳构网型储能系统的基本定义和功能要求、控制技术、工程应用, 并给出未来发展前景等,为世界范围内构网型储能的发展提供技术指导和借鉴。工作组的技术报告通常会转化为国际技术导则甚至IEC标准,指导行业技术发展。
随着新能源发电装机占比不断提升,常规电源增幅小、电源中心和负荷中心分离化、用电负荷不确定性增大等发、输、用端发展的新形势,电网平衡出现“概率化”的新特征,平抑、调峰、顶峰的需求日益增大,新型储能有广阔的市场需求。同时,在这种新形势下,电网的电压、频率、宽频率振荡等新形态稳定问题逐步凸显,构网技术将赋能提高储能的能力,构网型储能将成为新型电力系统建设中必不可少的关键装备。
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