是時(shí)候讓構(gòu)網(wǎng)型儲能走上臺前。
新能源的迅猛發(fā)展與電網(wǎng)建設(shè)的相對滯后,促使2024年風(fēng)光消納問題日漸顯現(xiàn)。
在這一背景下,加強(qiáng)火電的調(diào)節(jié)作用與大力推動(dòng)儲能技術(shù)的發(fā)展,是解決新能源消納問題的重要抓手。
今年上半年,構(gòu)網(wǎng)型儲能熱度飆升,極有可能成為支撐新能源發(fā)電滲透率提升的關(guān)鍵技術(shù)。它不僅滿足了存儲風(fēng)光電力的需求,更重要的是,它賦予了新能源像傳統(tǒng)火電一樣穩(wěn)定支撐電網(wǎng)的能力。
隨著一部分項(xiàng)目的先行落地,構(gòu)網(wǎng)型儲能的藍(lán)圖已逐步清晰。
構(gòu)網(wǎng)型儲能,迎來從1到10的發(fā)展
構(gòu)網(wǎng)型儲能何時(shí)誕生?
縱觀國家能源局發(fā)布的相關(guān)政策,2022年,“構(gòu)網(wǎng)型”一詞首次出現(xiàn)在文件之中。2023年10月,“構(gòu)網(wǎng)型儲能”概念在《關(guān)于組織開展可再生能源發(fā)展試點(diǎn)示范的通知》中初次被提及。
到今年,國家能源局對構(gòu)網(wǎng)型儲能的重視進(jìn)一步提升。在2月《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》、5月《關(guān)于做好新能源消納工作保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》及7月《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2024—2027年)》文件中,國家能源局反復(fù)提及構(gòu)網(wǎng)型技術(shù),并明確在典型場景中加以應(yīng)用。
以上政策的出臺明確了構(gòu)網(wǎng)型儲能的使命,要在波動(dòng)的新能源和需要穩(wěn)定的電網(wǎng)之間搭建起安全穩(wěn)定的“橋梁”,保障電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的同時(shí)允許電網(wǎng)接入更多新能源。
構(gòu)網(wǎng)型儲能也扎根于急需它的土壤之上。從2023年至今,西藏、新疆、寧夏等地接連發(fā)布新能源項(xiàng)目中構(gòu)網(wǎng)型儲能的鼓勵(lì)或強(qiáng)制配置政策,招標(biāo)同時(shí)開啟,截至2024年6月,國內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型儲能項(xiàng)目累計(jì)實(shí)現(xiàn)招標(biāo)總量2.3GW/7.6GWh。
從跟網(wǎng)走向構(gòu)網(wǎng),規(guī)?;y題需要破解
被寄予厚望的構(gòu)網(wǎng)型儲能,如何解決新能源與電網(wǎng)之間的矛盾?
關(guān)鍵在于構(gòu)網(wǎng)型變流器。從理論上講,“構(gòu)網(wǎng)型”與“跟網(wǎng)型”相對應(yīng),屬于電力電子領(lǐng)域的術(shù)語,描述儲能系統(tǒng)和變流器的工作模式。
有業(yè)內(nèi)人士解釋,變流器在跟網(wǎng)型模式下,行為可以被近似等效為控制一個(gè)與大電阻并聯(lián)的電流源,展現(xiàn)電流源的特性,提供恒定電流輸出;而構(gòu)網(wǎng)型變流器,行為可類比為對一個(gè)小電阻串聯(lián)的電壓源進(jìn)行控制,展現(xiàn)電壓源的特性,提供穩(wěn)定電壓輸出。
這一物理性能決定著跟網(wǎng)型儲能電站在提供消納能力的同時(shí),必須依賴電網(wǎng)的穩(wěn)定電壓和頻率運(yùn)行,無法為電網(wǎng)提供強(qiáng)度的支撐。
而構(gòu)網(wǎng)型儲能卻“化被動(dòng)為主動(dòng)”,能使逆變器連接的能源(例如風(fēng)光或電池)在電網(wǎng)干擾或停電時(shí),為電網(wǎng)提供電壓和頻率的支持。
(圖片來源網(wǎng)絡(luò))
正是基于以上能力,構(gòu)網(wǎng)型儲能在西藏等可再生能源發(fā)電比重較高、電網(wǎng)穩(wěn)定性較差的地區(qū)優(yōu)勢明顯。
目前,構(gòu)網(wǎng)型儲能正向規(guī)?;\(yùn)用方向發(fā)展,綜合行業(yè)觀點(diǎn)來看,構(gòu)網(wǎng)型儲能面臨以下問題:
一方面,缺乏統(tǒng)一的指引。電網(wǎng)的需求尚未明確,規(guī)范尚未建立,儲能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置和做法尚未統(tǒng)一;
另一方面,技術(shù)還需優(yōu)化提升。單體PCS(儲能變流器)的過載能力、控制算法等方面需滿足不同電網(wǎng)或地區(qū)差異化的構(gòu)網(wǎng)要求;
同時(shí),經(jīng)濟(jì)性仍需考量。構(gòu)網(wǎng)型儲能需要通過超配PCS方式,提高過載能力構(gòu)建支撐大電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的電壓源,系統(tǒng)成本上升;項(xiàng)目也缺乏合理的調(diào)度機(jī)制和盈利機(jī)制。
解決以上問題,需要各地政府、電網(wǎng)與企業(yè)共同努力。
示范項(xiàng)目落地,華為領(lǐng)跑構(gòu)網(wǎng)型儲能
從市場來看,已有幾十家企業(yè)已推出構(gòu)網(wǎng)型儲能產(chǎn)品,足以說明行業(yè)認(rèn)識到了新的技術(shù)風(fēng)口已到。但實(shí)際上,真正經(jīng)歷實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)的項(xiàng)目相對較少。
華為作為電力電子領(lǐng)域的龍頭,無論是解決行業(yè)難題,還是在研發(fā)新型技術(shù),推動(dòng)示范項(xiàng)目落地上都責(zé)無旁貸。
今年6月,華為全球首款從芯到網(wǎng)的智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲能平臺正式發(fā)布,代表華為正式攜手風(fēng)光儲邁入主動(dòng)安全構(gòu)網(wǎng)新時(shí)代。
該平臺的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于提出多場站級自同步幅頻調(diào)制技術(shù)、寬頻自穩(wěn)和致穩(wěn)控制技術(shù),并研發(fā)構(gòu)網(wǎng)型儲能的功率模組和控制芯片,以上技術(shù)保障了構(gòu)網(wǎng)型儲能的多場景應(yīng)用和穩(wěn)定運(yùn)行。
同時(shí),在其引領(lǐng)的組串式路線基礎(chǔ)上,華為還首創(chuàng)了新型智能組串式儲能雙級變換架構(gòu)下電壓與有功功率解耦控制,進(jìn)一步提升了儲能系統(tǒng)的安全與性能。
7月,華為位于新疆哈密、青海格爾木、西藏阿里等地多個(gè)構(gòu)網(wǎng)型儲能電站完成并網(wǎng)測試,這是全球首批構(gòu)網(wǎng)型儲能電站。
另外,截至今年9月,華為所打造的全球首個(gè)采用構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)的 GW 級項(xiàng)目,沙特“紅?!币惨哑椒€(wěn)運(yùn)行一年。
以上項(xiàng)目標(biāo)志著華為智能光風(fēng)儲發(fā)電機(jī)構(gòu)網(wǎng)型儲能成功進(jìn)入規(guī)?;瘧?yīng)用階段,領(lǐng)跑行業(yè)。
在一個(gè)多月前行業(yè)召開的“適用于高比例新能源多場景的智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”技術(shù)鑒定會上,華為智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng),成為制定構(gòu)網(wǎng)型儲能標(biāo)準(zhǔn)的重要參考,中國電機(jī)工程學(xué)會和中國電科院等單位正以此為契機(jī),聯(lián)合華為等企業(yè),抓緊研究推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程,并通過大量工程實(shí)踐,檢驗(yàn)和完善構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)、裝備和標(biāo)準(zhǔn)。
構(gòu)網(wǎng)型儲能的優(yōu)勢正逐步具象化。隨著技術(shù)的成熟與成本收益的打通,構(gòu)網(wǎng)型儲能將應(yīng)用在并網(wǎng)消納、弱電網(wǎng)、微電網(wǎng)等各種場景,引領(lǐng)儲能進(jìn)入構(gòu)網(wǎng)型儲能時(shí)代。