7 分钟理解报告 · 解读 2219 字 · 8 张图 · 15 个数据点
当新能源装机占比不断攀升,电力系统的“骨架”正从同步机换成电力电子换流器。构网控制被视为让这些换流器像同步机一样支撑电网的关键技术,但它从实验室走向规模化应用,仍有一连串问题待解。天津大学朱介北教授在报告中系统梳理了构网控制的6个关键科技问题。对于正在参与新能源并网、储能配置或电网规划的企业用户,这份材料提供了一个理解构网控制技术逻辑与工程边界的完整框架。
核心判断
- 构网控制的应用对象是双馈风机、永磁风机、光伏、独立储能、低压直流配微电网、海上风电柔直送出等绝大多数以电力电子为接口的非同步电源。
- 跟网控制呈现电流源特性、依赖外部电网参考,构网控制呈现电压源特性、可自主建立电压与频率参考并实现黑启动。
- 构网控制有效实现的两大必要条件是快速可用的能量配置与换流器过流能力,后者需从1.2p.u.提升至10s输出3p.u.。
- 构网控制在电网配置面临两大约束:接入点短路比与系统惯量及旋转备用,短路比小于2时宜采用构网控制。
- 构网控制规模化发展受示范工程、辅助服务市场、接入与测试标准三大瓶颈制约,三者需纳入系统规划与市场设计核心考量。
脱水解读
电力电子化重塑系统支撑逻辑
报告开篇指出,世界碳中和目标正驱动全球能源结构重塑,各国通过新能源战略、绿色投资和电网升级加快构建低碳能源体系。电力系统的电力电子化成为主要发展特征,同步机占比下降、旋转机械惯量减少,频率与电压支撑随之减弱。
在这一背景下,以电力电子为并网接口的非同步电源需要在不同时间尺度上逐步完善对传统同步机的各类支撑功能模拟。报告梳理的演进路径显示,其同步化支撑方式由被动调节向主动支撑持续演进,逐步实现对同步机支撑功能的替代。从毫秒级的高/低电压穿越、内电势支撑,到秒级的惯量支撑、一次调频,再到分钟级的二次调频支撑与调峰支撑,构网型应用正沿着多时间尺度逐步替代同步机的支撑功能。
应用对象覆盖绝大多数非同步电源
报告明确,构网控制的应用对象包括双馈风机、永磁风机、光伏、独立储能、低压直流配/微电网、海上风电柔性直流送出系统等绝大多数以电力电子为接口的非同步电源。这些单元通过网侧构网变流器提供电压支撑、频率响应及弱电网运行能力。
报告将这一转变概括为三步走:使这些单元的外特性由传统的跟随电网,到主动支撑电网,再到构建电网。从报告给出的结构示意看,双馈风机与永磁风机均在网侧配置构网变流器,光伏与独立储能通过网侧构网变流器并网,低压直流配/微电网与海上风电柔直送出系统同样以网侧构网变流器作为电压与频率的支撑接口。
