近年来，有一个新概念大火。成为能源电力行业各大前沿论坛会议及技术专家口中的“常客”，它就是——构网型技术。
何为“构网”？这项技术到底“构”了什么？是一张电网吗？这项技术又在能源电力行业掀起了怎样的技术新浪潮？
电力系统新问题：“平衡”理想遇到“双高”冲击，怎么办？
对于一个安全可靠的电力系统来说，最理想的电网状态是电压、频率参数“平稳”，发电、用电电量“平衡”。可在现实中，由于一些不可控因素的影响，电网会出现电压、频率不稳，甚至震荡、故障等问题。怎么办？
在新能源高比例并网前，也就是在传统的电力系统中，我们常常借助同步发电机（比如调相机，传统的火电、水电发电机）自带的“惯性”，来“稳定”电网各项参数。举例来说，白鹤滩水电站的机组转子重达2200吨，当电网电压、频率等参数产生波动时，机组由于自身重量大、惯性强，无法“一脚刹停”，不易受到电压波动的影响，会保持相对稳定的电压频率运行，从而实现系统维稳的效果。
如今，我国的新能源装机规模位居世界首位，年新增装机容量占全球新增总装机容量的一半以上。
截至2024年9月底，我国新能源装机容量突破11亿千瓦，占全国发电总装机容量37%。
数据来源：国家能源局、《中国能源大数据报告2023》
新能源装机和电力电子化比例快速增长。在未来，传统的同步发电机发电量和装机占比也将持续下降。
数据来源：国家能源局、《构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究》
构网型技术应运而生。
成为“双高”背景下，电力系统控制领域，一个“活力十足”的解决方案。
构网型技术：关键时刻“拉一把”的友好力量。
构网型技术又称构网型控制（Grid-forming Control）。最早出自1997年，德国太阳能供电技术研究所发布的一份研究报告。
2021年12月，北美电力可靠性委员会发布的白皮书中，为构网型技术给出了指导性的定义。
“构网型控制”（Grid-forming Control）
在次暂态到暂态过程中，维持内电势相量恒定或接近恒定。由此，逆变器能够立即响应外部系统变化，并在不同电网条件下保持逆变器控制的稳定性。同时，该技术通过控制电压相量与电网中其他设备保持同步，通过适当调节有功功率和无功功率为电网提供支撑服务。
听起来有些复杂，翻译一下：
构网型技术，即将采用电力电子技术的设备，如储能、静止无功发生器（SVG）风机、光伏等，“伪装”成能够主动响应、支撑并增强电网惯量、频率、电压、短路电流且具有一定维持能力的，对电网更加友好的独立电源。根据电网需要，输出电压与频率，让它也像传统同步发电机一样“稳”。
这是怎么实现的呢？
关键靠“构”。从上面的定义可以看出，构网型技术，“构”的并不是一张电网。构网型设备中的变流器或逆变器，能够模拟同步发电机的物理机理，瞬时响应在电网有维稳需要时，主动“拉一把”。“构”出惯量、电压和频率，自然激发数倍于额定的电流，为电网提供惯量支撑、电压支撑，提高系统阻尼水平，抑制宽频振荡增强系统的稳定性。
（图片由AI生成）
“构网”VS“跟网”：谁是系统控制“优等生”？它好在哪里？
其实，在新型电力系统“双高”特征下，最常见的新能源并网技术，除了构网型技术，还有一种与之对应的跟网型技术。顾名思义，跟网型技术的核心是“跟”，即发电设备依赖于电网提供的稳定频率和电压参考值，并通过锁相环技术追踪电网电压相角，实现与电网的同步。但存在一定的滞后性，一旦发生极端情况，跟网型设备还会脱网自保。相对于此，构网型技术的优势是显而易见的。
首先，“有担当”，主动抗风险。电网出现故障或扰动时，可以主动为电网提供电压、频率支撑，在极端情况下，构网型储能设备，还可以作为电网的“火种”，完成“黑启动”让电网“复活”。
第二，“高速路”，消纳更可靠。在输电线路有限的情况下，稳定可靠的电网，能让新能源发的电，更多更高效地输送到用电端。
第三，“更友好”，应用范围广。跟网型设备跟随电网对电网依赖大，因此对电网要求较高，构网型技术则可以且更适合在一些特殊场景下应用。例如
01
新能源基地送端电网
“双高”设备多，故障时系统参数易出现大幅波动。
02
末端电网、集中接受“外来电”地区
长途传输，电源距离负荷中心较远，电力传输过程中无功损耗加大，电网末端无功电压支撑能力不足，系统不稳。
03
偏远地区、海岛等薄弱电网
大电网不能直达，只能靠自身发电，孤网运行，抗风险能力弱，需要支撑。
技术现状：发展乘风破浪，仍需持续耕耘，只为更多可能
国内外已开展的试点和应用表明，构网型技术是保障系统稳定运行的可行方向。2012年至今，南瑞集团持续推进构网型技术研究主攻构网型储能、构网型SVG、构网型柔直技术相关装备，覆盖5大产品线近20个子产品系列。
构网型SVG
2024年，南瑞集团牵头构网型技术登高计划研发的世界首套电网侧带超容构网型SVG成功投运……诸多亮眼成绩的背后，是持续的耕耘和攻坚。
当然，能源加速转型的背景，对电网安全稳定运行提出了，更高的支撑要求。构网型技术虽然是保障系统稳定运行的可行方向和重要路径，但目前还有相当多的难题亟待破解。
未来，构网型技术“构”出的不只是清洁、安全、可靠，更是机遇、进步与更多的可能性！
感谢丨南瑞集团
撰稿&责编丨张越越
