中国储能网讯:
前 言
近日,华为、采日等行业领先的储能供应商,发布了智能组串式构网型储能产品,相比与传统集中式构网型储能产品,组串式构网型储能技术无疑是是一种更先进的储能技术,其核心原理是通过特定的控制技术使储能系统具备主动支撑电网的能力,并且一簇一管理,实现从“适应电网”到“支撑电网”的转变。
一、组串式构网型储能技术原理
1、构网型储能的本质突破
组串式构网型储能系统的核心在于将传统储能系统的"被动跟随"模式转变为"主动构网"模式。通过模拟同步发电机特性,该系统能够自主生成稳定的电压和频率信号,无需依赖外部电网支撑。
具体而言,其通过虚拟同步机(VSG)算法实现惯量响应和阻尼控制,在电网扰动时可在10ms内输出3倍额定无功电流支撑,这种能力使其在弱电网环境下仍能维持系统稳定运行。
2、组串式架构的颠覆性设计
传统集中式储能采用直流侧并联结构,存在严重的"木桶效应",即单个电池簇的性能短板会拖累整体效率。
组串式方案则将直流侧并联转化为交流侧并联,采用"一簇一管理"设计,每个电池簇独立连接至专用PCS(储能变流器),实现分布式控制。这种架构不仅避免了簇间环流导致的能量损耗,还通过动态调节每个簇的充放电状态,使系统整体效率提升4%-5%。
3、多机协同控制技术
在多机并联场景下,组串式构网型储能面临同步运行的技术挑战。采日能源等厂商通过虚拟阻抗环技术,实时调整各PCS的输出阻抗特性,抵消线路参数差异导致的功率分配不均。华为则采用宽频自稳和致稳控制技术,构建0.1-100Hz的宽频振荡抑制能力,有效应对新能源并网引发的次/超同步振荡问题。
二、组串式构网型储能技术优势
1、电网支撑能力跃升
毫秒级响应速度:构网型储能系统仅用200ms便完成人工短路扰动后的电压恢复,相比传统AGC/AVC系统的秒级响应提升显著。
宽频振荡抑制:通过虚拟同步机算法和宽频致稳控制,可有效抑制0.1-100Hz范围内的电网振荡,解决新能源高渗透率下的稳定性难题。
孤岛运行能力:在离网场景下,系统可独立构建稳定的微电网,为海岛、偏远地区提供可靠电力。
2、全生命周期经济性优化
效率提升:组串式架构避免集中式方案的"木桶效应",南钢项目的系统效率达90.29%,较传统方案提升约5%。
运维成本降低:模块化设计支持热插拔维护,单簇故障不影响其他簇运行,使运维效率提升30%以上。
投资回报加速:虽然初期成本较集中式高10%,但15年周期内综合收益率可高出15%。
3、高适应性与灵活性
快速部署能力:实际项目从建设到投运仅用3个月,展现出优于抽水蓄能的时间优势。
灵活扩容特性:支持从百千瓦到兆瓦级的平滑扩容,适应工商业用户分阶段投资需求。
环境友好性:液冷系统能耗降低40%,光伏辅助供电设计使站用电损耗减少15%。
三、组串式构网型储能技术的应用场景
弱电网接入:在新疆、青海等新能源富集但电网薄弱地区,构网型储能通过模拟同步发电机特性,提升短路比(SCR)至2.5以上,支撑百兆瓦级新能源场站稳定并网。在新能源基地,构网型储能可抑制0.1-100Hz宽频振荡。
调频调峰:构网型储能的毫秒级响应能力(<10ms)可替代传统火电机组参与调频。
黑启动与电压支撑:在电网故障时,构网型储能可实现分钟级黑启动,并输出3倍额定无功电流支撑电压恢复。
微电网稳定运行:在海外微电网使用中,可构建的“风光储充”微网,在纯离网状态下仍可独立运行,保障服务区基础负荷。
海岛与高海拔场景:在西藏、新疆等高海拔区域,光储项目可采用构网型储能,实现离网状态下100%新能源供电,光伏发电出力提升75%。