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中和之声| 关于新能源可靠替代背景下构网型技术应用的思考

中和之声| 关于新能源可靠替代背景下构网型技术应用的思考 中电碳中和发展研究院
2026-10-19
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中和之声


关于新能源可靠替代背景下

构网型技术应用的思考




前言导读




“十五五”时期,新能源在保持发展规模的同时更加注重质量效益,可靠替代成为发展主线,风电、光伏装机占比不断提升,正加速从电量供应者向主力电源转变,对电力系统的容量保障与稳定支撑提出更高要求。新能源高比例接入下,构网型技术作为补充动态支撑的重要手段,其应用价值与配置方法日益受到关注。

本期《中和之声》围绕新能源可靠替代背景下构网型技术的应用,从系统能力新要求、应用应从系统需求出发、支撑能力评价与价值实现三个维度展开思考,与读者共同探讨其发展路径。





“十五五”期间,新能源将在保持一定发展规模的同时,更加注重质量和效益。风电、光伏装机占比不断提高,其在电力系统中的作用也随之变化。装机容量和发电量仍是重要指标,关键时段能够提供多少可靠电力、接入后能否形成有效的系统支撑,也将受到更多关注。《可再生能源发展“十五五”规划》将可靠替代纳入发展主线,提出到2030年,全国风电光伏(含源侧配建储能)平均置信出力达到8%,其中风电约11%、光伏约6%;“十五五”期间新增可再生能源可靠顶峰发电能力3亿千瓦以上。规划还提出,新建集中式风光电站置信出力原则上不低于10%,鼓励具备条件的项目超过20%。置信出力反映新能源在关键保供时段可以计入电力平衡的可靠容量贡献。可见,对新能源的要求已经开始由电量供应延伸至容量保障和系统调节。构网型技术的政策要求也更加具体,《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》提出提升新能源场站的惯量响应、一次调频、主动调压和阻尼等能力。《新型电力系统建设“十五五”规划》又进一步提出,推动涉网设备耐频耐压、故障穿越和构网能力达标。政策要求已经落到设备的实际涉网性能上。






-01-


新能源向主力电源转变对系统能力提出新的要求




置信出力与系统稳定性分属不同层面。前者衡量新能源在关键时段的可靠容量贡献,有助于判断其在电力平衡和保供中能够发挥多大作用,却不能直接反映高比例接入后的系统稳定水平。目前,风电、光伏、储能等设备大多通过电力电子变流器接入电网。随着常规同步发电机组占比下降,如果没有其他资源补充,系统可获得的转动惯量、电压支撑和短路电流可能随之减少,变流器之间以及变流器与电网之间的控制交互也更加突出,频率、电压和功角动态相互耦合,设备控制参数、接入位置和电网运行方式均可能影响系统稳定特性。构网型控制为补充这部分动态支撑提供了一种选择:跟网型设备依靠外部电网获取电压和频率基准,构网型设备则通过控制形成内部电压幅值和相角基准,在正常运行范围内呈现一定的电压源外特性;具备必要的能量和功率调节条件时,此类设备可以提供惯量响应、快速频率响应和动态电压支撑。若设备依托储能,其储能单元也可以参与关键时段保供,但这属于能量和容量层面的作用,与构网控制所提供的动态支撑并非同一概念。

相关能力最终能发挥到什么程度,还要看设备自身条件。储能可以快速双向调节功率,持续支撑时间却受可用能量限制;风电、光伏参与有功支撑,需要具备相应的资源条件或预留调节裕度;对于未配置储能系统的新能源项目,构网型SVG持续有功支撑能力有限。采用了同类控制,并不意味着能够提供完全相同的系统服务。






-02-


构网型技术应用应从系统需求出发







在新能源基地和大电网项目中,构网型设备究竟配置多少,已成为工程论证中经常遇到的问题。比例只是最后呈现出来的结果,其背后还涉及设备类型、电网条件和主导稳定问题,难以直接套用统一方案。不同地区的需求差异较大,电网强度、常规电源占比、直流输电规模以及运行方式,都会影响相关设备的实际作用;弱电网、新能源集中送出和直流送受端系统较弱、短路容量不足等场景通常更需要动态支撑;在网架较强、同步支撑资源比较充足的地区,跟网型设备仍有较大的应用空间。

相关研究显示,合理的构网占比与系统需要达到的稳定裕度有关,设备接入位置同样会影响配置效果。针对孤岛微电网的相关研究还发现,在特定控制参数和网络条件下,即使全部采用构网型变流器,系统也可能出现低阻尼振荡,设备占比、控制参数或电气距离发生变化,稳定边界也可能随之改变。因此,此类研究难以给出一个通用比例,具体到项目仍需结合典型运行方式和故障场景开展稳定计算,分析系统在惯量、快速频率响应、动态无功、故障穿越和振荡阻尼等方面是否存在薄弱环节,再研究配置规模和接入位置,并以频率变化率、频率最低点、电压恢复速度、阻尼水平等指标辅助评价方案效果。

设备配置也应放在整个系统支撑方案中比较。同步发电机和调相机等同步支撑资源,在惯量、短路电流及无功电压支撑方面具有自身特点;构网型储能的优势主要体现在响应速度和控制灵活性。最终采用单一技术还是组合方案,要结合运行需求和建设成本具体分析。





-03-


构网型支撑能力的评价与价值实现










构网型技术继续推广,能力认定和项目经济性评价是绕不开的问题。设备参数和控制特性是评价基础,但仅靠出厂数据难以反映不同电网条件下的实际表现。设备试验、场站验证和运行监测需要相互印证,评价方法也应考虑接入场景和运行状态的差异。

容量贡献与动态稳定支撑服务于不同的系统需求,价值体现方式不宜混在一起。《新型电力系统建设“十五五”规划》提出建立可靠容量补偿机制,有序推进容量市场建设,完善调频、备用等辅助服务品种,并探索转动惯量和爬坡服务。在认定、计量和考核方法逐步完善后,可研究将新能源在关键保供时段形成的可靠容量贡献纳入容量补偿机制。对于构网控制带来的惯量、频率和电压支撑,还需结合辅助服务市场的发展,研究相应的服务品种和评价方法。

目前,一些具体问题仍需厘清。设备试验结果能否反映场站实际表现,支撑能力如何调用和计量,考核结果又如何用于结算,都需要通过标准建设和工程实践逐步解决。







新能源可靠替代不仅关系到关键时段能否提供可靠电力,也涉及高比例接入后的系统稳定。构网型技术为解决后一类问题提供了新的手段,但其配置规模和接入位置仍需结合具体系统判断。现阶段更实际的工作,是做好典型场景验证,完善评价方法和多设备协调控制。在技术能力得到充分验证、计量考核条件逐渐具备后,再研究相应的市场机制。





来源:中和院技术部 张家玮

编辑:中和院综合部

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