构网储能：未来电网的“定海神针”

引  言

随着新能源占比快速提升，电力系统逐渐呈现“双高”特征，低惯量、低阻尼、弱电压支撑等问题凸显。当传统火电逐渐退出，谁来维持电网的电压和频率稳定？构网储能（Grid-Forming Storage）因其能提供电压、频率支撑能力，正成为破局的关键！

什么是构网储能

构网与跟网是并网运行时系统的两类基本控制策略。构网主要指具备“主动构建电网” 能力的电力电子装置（如构网型逆变器、储能变流器等），能够像传统同步发电机一样，自主建立并维持电网的电压和频率，为电网提供基础支撑。

跟网控制

跟网型储能系统本质上是电流源。身为“电网的跟随者”，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，跟网型储能系统只能在（强）电网存在的情况下工作，通常用于补充电网的瞬时功率需求。

构网控制

构网型储能系统本质上是电压源。身为“电网的构建者”，它能够通过内部设定电压参数，实现稳定的电压与频率输出。由于构网型储能系统对电网的支撑能力较强，所以不仅可以并网运行，在离网的条件下也能为电网提供支撑。除此以外，以VSG为例，构网型储能系统还能为系统提供虚拟惯性和阻尼。

两种控制的区别

在电网支撑能力方面，传统跟网储能依赖电网指令行动，断电时只能被动退出。构网储能则能自主建立电压和频率，在电网崩溃时快速“重建秩序”。

动态响应特性是两者的另一重要区别。构网储能的响应速度比传统并网技术快5-10倍，能够在毫秒级别内响应电网变化。这种快速响应能力大大提高了电力系统应对突发事故的可靠性。

表1 跟网与构网的技术对比

为什么要做构网储能

构网储能的适用性

构网储能在提高电网稳定性方面具有突出表现。构网储能可以主动提供惯量支撑、一次调频和电压调节等服务，同时构网储能还可以通过快速功率调节抑制功率振荡，预防连锁故障发生。对于电网中大部分新能源场站短路比不足的场合，经初步测算，配置15%具有短时1.5倍10秒过载能力的构网储能系统，基本可以保证新能源场站的正常运行。

在促进可再生能源消纳方面，构网储能展现出独特价值。可再生能源发电具有波动性和不确定性，传统电力系统往往需要通过弃风弃光来维持安全运行。通过配置一定比例的具有更强过载能力（3倍10s过载能力）的构网储能系统，可起到类似调相机的作用，在满足新能源接入条件的同时，还可以将过电压水平控制在规定范围内，从而保证接入新能源的电网的稳定运行，使得可再生能源渗透率提高15-20%。

构网储能在提供多重电网服务方面具有成本效益优势。传统上，不同电网服务需要提供不同的专门设备，而构网储能可以“一机多用”，同时提供调频、备用、黑启动等多种服务。随着技术进步和规模效应的形成，构网储能的成本优势将进一步显现。

奇点能源的构网实践

传统跟网储能在电网故障时易脱网，奇点能源的构网储能通过虚拟惯量技术，可在电网频率波动时30ms内启动惯量响应，避免电站被强制切除。

在新能源高渗透率电网中，奇点能源的构网储能可在电网电压异常时，仍能维持稳定运行并支撑电网（如在120%U_N下持续运行一分钟），从而提升电网电压的稳定性。

在电网故障或极端工况下，奇点能源的构网储能能够短时输出超过额定值的电流（如在130%I_N下持续运行15s），从而提供故障穿越、电压支撑或频率调节等关键服务。

表2 传统跟网与奇点组串式构网

构网储能的市场前景

政策支持

我国政府对构网储能技术发展给予了高度重视。国家发展改革委、国家能源局等多部门多次发文支持构网型储能技术研发和工程示范，《“十四五”新型储能发展实施方案》明确提出要加快发展构网型储能技术，《关于加快推动新型储能发展的指导意见》将构网技术列为重点攻关方向。各地方政府同样鼓励建设构网型储能，已有十多个省份出台了相关政策。

在财政支持方面，国家设立了专项研发资金支持构网储能关键技术攻关。多个国家级科研项目（例如："智能电网技术与装备"重点专项）都将构网储能列为重点支持方向。在应用端，部分省份对采用构网技术的储能项目给予额外的容量补贴或电价优惠。

市场现状

2024年国内、国际构网储能立项数量激增，构网储能电站建设如火如荼，我国在这一领域已实现从跟跑到领跑！

表3 2024年主要国家新增构网储能容量

构网型储能的应用场景多元化趋势明显。在发电侧，构网储能主要配套新能源电站，提高并网友好性；在电网侧，用于提供调频、调压等辅助服务；在用户侧，应用于微电网和重要电力用户的不间断供电。其中，工业园区的构网型储能微电网也展现出良好的商业前景。

表4 2024年典型构网储能项目对比

市场前景

构网储能市场正迎来快速增长期。由于新能源渗透率超35%的地区出现刚性需求，2024年全球构网储能新增装机首次突破8GW（占新型储能新增装机总量的15%）。据彭博新能源财经2024年度报告预测，到2030年，全球构网型储能市场规模将增长为72.5GW（渗透率升至55%）。中国作为全球最大的储能市场，构网储能装机预计增长至30GW，在新型储能中的占比提升至40%。

表5 构网市场规模预测

构网储能正从技术示范转向规模化应用，产业链正在快速完善。上游的构网型逆变器厂商已推出成熟产品；中游的系统集成商纷纷布局构网储能解决方案；下游的应用市场从电力系统扩展至通信、交通等多个领域。随着标准体系逐步完善，构网储能的市场化进程将进一步加快。预计到2030年，它将覆盖全球75%以上的新型电力系统，成为其核心组成部分。

纵观全球，各国政府都在积极发展构网储能，中国/欧盟/美国拟将构网能力纳入并网强制标准，各种规范和机制争相出台。如：中国《新能源强制配储技术规范》（2025年生效），欧盟《EU Grid Code Revision (NC RfG)》（2026年生效），美国《FERC 1920法案（惯量补偿机制）》（2027年生效）。

构网储能的未来发展

当全球新能源装机突破30亿千瓦，传统电力系统正经历一场"基因级"变革。构网型储能作为这场变革的核心载体，正在从技术、应用、商业三个维度重构能源体系。

在技术层面上，正在逐步实现从器件革命到系统智能的演进。首先，碳化硅的革命将带来产业升级，采用碳化硅变流器后，调频响应时间缩短至8ms（宁德时代/阳光电源青海项目）。其次，AI控制系统将实现“数字孪生电网”，通过对电网失稳风险的预判，提高构网储能资产利用率（据英国National Grid测算，将提升45%）。最后，模块化的设计将使构网储能成为新型电力系统的标配，实现“即插即用”。

在应用层面上，将完成从陆地到深空的全面渗透。全球首个商业化项目“海星平台”（挪威，2027），运用构网技术，建立500MW级漂浮式能源岛，提高了海上风电的稳定性。在工业微网侧，宝钢湛江项目通过配置200MW/400MWh构网储能，完成了100%绿电炼钢，实现了碳减排120万吨/年，降低了10%的电费支出。NASA阿尔忒弥斯计划，预计2028年部署10MW构网系统，实现地外能源的孤网运行。

在商业层面上，构网型储能将重构能源价值体系。2024年全球构网金融产品规模突破80亿美元，年增长率65%。大规模构网型储能系统可与虚拟电厂相配合，以储能容量为产品，通过售卖储能容量，实现获利。同时可打包出售其电网支撑能力和惯量/调频服务，实现多市场套利。

结  语

未来十年，构网储能技术将像智能手机改造通信业一样重塑能源行业。“谁掌握构网技术主导权，谁就掌握未来能源的定价权。”