构网型储能（Grid-Forming Energy Storage）是一种先进的储能技术，它使得储能系统能够作为一个独立的电压源运行，提供稳定的电压和频率支持，而不依赖于外部电网提供的电压和频率。这意味着构网型储能系统可以在没有电网的情况下自主“构建”一个电网，为负载提供电力，甚至在孤岛模式下也能维持稳定运行。
网络化架构
构网型储能并非孤立的储能单元，而是通过分布式布局（如多节点储能电站、用户侧储能设备）形成网络，与电网、可再生能源发电、负荷端等协同运行，构成“源-网-荷-储”一体化系统。
动态支撑能力
具备主动调节功能，可快速响应电网需求，提供调频、调压、备用容量等辅助服务，帮助电网应对波动性可再生能源（如风电、光伏）的间歇性问题。
智能化控制
借助物联网、人工智能和能量管理系统（EMS），实现储能单元的实时监测、优化调度和自主决策，提升整体能效。
构网型储能（Grid-Forming Energy Storage）是一种能够自主构建电网电压和频率稳定参考点的先进储能技术。其核心在于储能变流器（PCS）通过特殊的控制算法，模拟传统同步发电机的运行特性，主动构建稳定的交流波形，为电力系统提供电压和频率支撑。它本质上是一个含内阻且幅值和相位均受控制的电压源。其工作原理具体体现在：相位控制：根据直流侧是否存在恒定电压源，采用不同的控制方法。若存在（如定功率柔直换流站），电压相位由有功功率控制决定；若不存在（如定直流电压柔直换流站），则由PCS本身的直流电压控制决定相位。核心控制策略：常采用虚拟同步发电机（VSG）技术，通过数学方程精准模拟同步发电机转子的物理特性（如转动惯量和阻尼特性），使储能变流器具备甚至超越同步发电机的惯量特征。这使得它在电网发生波动时，能像传统发电机一样通过转子动能吸收或释放能量，在极短时间（如5毫秒）内响应功率变化，瞬间稳住电网。构网型储能与传统的跟网型（Grid-Following）储能存在根本性的差异，下表清晰地对比了它们的主要区别。简而言之，跟网型储能像是一个需要指令才行动的“跟随者”，而构网型储能则像一个能主动创造规则的“领导者”，能在复杂多变的电网环境中自主建立并维持稳定。构网型储能凭借其主动支撑能力，在电力系统中发挥着多种关键作用：构建电网电压与频率：这是其最基本的功能，尤其在无主网或弱网情况下，能自主建立稳定的电压和频率参考点，为其他跟网型设备提供同步基准。
调频及惯量响应：通过VSG控制，模拟同步发电机的转动惯量（J）和阻尼系数（D），在系统功率不平衡时减缓频率变化，提高系统稳定性。抑制宽频振荡：通过虚拟阻抗、有源阻尼等技术方案，重塑系统阻抗特性，有效抑制电力电子设备增多带来的宽频带振荡问题。电压故障穿越：在电网发生电压暂降（低穿）或暂升（高穿）故障时，能作为电压源运行参与构网，提供无功支撑，帮助电网恢复电压。黑启动：具备在系统完全崩溃后自行建立交流电压的能力，为其他发电单元提供启动所需电源，是电网快速自愈恢复的关键技术。例如，科华数能的系统已实现百兆瓦级储能电站分钟级黑启动能力。构网型储能的特性使其在以下场景中具有不可替代的价值：弱电网或电网末端地区：我国西北、西藏、新疆等地区电网架构相对薄弱，暂态调节能力有限，新能源富集但负荷需求低，易出现稳定性问题。构网型储能可有效增强这些弱电网的强度，提升新能源并网友好性和承载能力。新疆、西藏等地已出台政策要求或鼓励配置构网型储能。孤岛微网运行：对于远离大陆的海岛、偏远矿区、边防哨所以及某些需要孤岛运行的工业园区，构网型储能可以作为主电源独立组建稳定微网，并与光伏、柴油发电机等其他电源协调运行，保障可靠供电。高比例新能源基地送出：在大型风光火储一体化基地或共享储能电站中，配置构网型储能可以解决新能源直流送出的稳定问题，提高特高压等外送通道的效率和可靠性，如新疆克州项目。提供电网辅助服务：在未来电力市场中，构网型储能可凭借其快速的调节能力和多种支撑功能，参与一次调频、惯量响应、无功支撑等辅助服务，获取收益。
维持电网频率的稳定
构网型储能通过模拟传统同步发电机的惯量响应和频率支撑，能够主动为电网提供电压和频率的调节能力。在新能源大规模接入导致系统惯量降低、调频能力下降的情况下，构网型储能可以有效提高系统的惯量，起到电力系统“稳定器”的作用，维持电网频率的稳定。
增强电网的惯量
它通过控制释放直流侧储能能量，等效为同步机惯量机械能或阻尼能量，进而提供惯量响应与振荡抑制。
提高电网的短路容量
构网型储能能够有效提高电网的短路容量，降低故障发生的风险。
快速调频调压
构网型储能可以实现瞬时的频率与电压调整，保障电网在高负荷时段的平稳运行。它能够在毫秒级实现功率调节，实时感知电网状态，预测并响应电网需求，实现储能资源的优化配置和高效利用。
抑制宽频振荡
构网型储能对电网内的扰动能够快速反应，降低不稳定因素的影响。它能够主动平抑电网中各类大小扰动，相当于“多功能巨型充电宝”，不仅能高效充放电，还能起到电网“稳压器”作用。
支持新能源并网
在新能源电站中，构网型储能可以作为可再生能源发电单元的“稳定器”，有效平抑风光发电的波动性。它通过平滑输出功率波动、提供无功支持等手段，提高可再生能源的并网比例和电网的稳定性。
提供多种电网辅助服务
构网型储能可以提供调频、调压、调峰、黑启动等多种电网辅助服务，成为电网频率和电压稳定的有力支撑。
提升电网的短路电流水平
在构建新型电力系统中引入构网控制技术，可以有效提升系统短路电流水平，提高系统强度。这为系统提供了阻尼和惯性，改善了系统频率稳定性。
强大的电网适应能力
构网型储能能够在并网和离网模式下灵活运行，对电网的适应能力更强。它可以在弱电网地区，如青海、新疆、西藏等局部电网，网架薄弱且缺乏常规电源支撑的情况下，为系统提供强大的电压支撑。
虚拟同步发电机（VSG）与构网型储能的关系
虚拟同步发电机（VSG）是实现构网型储能核心功能的一种主流且重要的控制技术手段，二者关系密切，但并非完全等同。VSG是“方法”，构网是“目标”：VSG通过控制算法，使储能变流器等电力电子设备模拟传统同步发电机的外在运行特性（如惯性、阻尼、调频调压特性），从而达到“构建电网”的目的。构网型储能是实现“构建电网”这一目标的具体设备系统，而VSG是其内部实现的一种优秀控制策略。构网型储能的内涵更广：构网型控制技术不仅限于VSG，还包括下垂控制、功率同步控制、虚拟振荡器控制等其他方法。但VSG因其能更全面地模拟同步机行为，是目前研究和应用的热点。核心是提供同步发电机般的体验：无论是通过VSG还是其他构网控制技术，其最终效果都是让储能系统像一个真正的同步发电机一样工作，为系统提供必要的惯量和短路容量，弥补电力电子化带来的稳定性下降问题。相比于传统跟网型储能，构网型储能的优势主要体现在其对电网主动的、强有力的支撑能力上：强大的主动支撑能力：能从被动跟随转变为主动构建和稳定电网，从根本上改变了对电网的支撑模式，尤其在电网薄弱或故障时优势巨大。优异的稳定性与可靠性：通过模拟同步发电机的惯性特性，显著增强电力系统的抗扰动能力，抑制振荡，提高电网安全稳定运行水平。虚拟惯量可调：其提供的惯量支撑大小可以通过控制算法灵活设置（如0-20秒间无级调节），突破了传统同步发电机惯量固定的物理限制，可根据电网需求精细控制。多机并联协调：先进的控制技术可使上百台变流器像精密军团一样协同工作，功率均分，稳定高效，解决了多机并联的难题。更高的过载能力：通常具备更强的短时过流能力（如3倍额定电流持续10秒），能在电网暂态过程中提供更大的支撑力度，充当“电网卫士”。支撑能源转型与新型电力系统构建：是解决高比例新能源接入电网带来的稳定性问题的关键技术路径之一，对于保障新型电力系统安全可靠运行、促进能源绿色低碳转型具有战略意义。构网型储能通过先进的电力电子控制技术，使储能系统从“被动跟随者”蜕变为电网的“主动构建者和稳定者”。虽然目前因其成本较高、控制复杂等因素，大规模推广仍面临挑战，但随着技术的不断成熟、成本的持续下降以及政策支持的加强（特别是在电网薄弱地区和新型电力系统示范区），构网型储能有望从示范走向规模化应用，甚至未来可能成为大型储能系统的基本技术要求。
（来源：菜鸟学储能）
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