国家电网：2024储能构网控制及并网测试报告

储能与构网1 规范与要求2 测试与实践3 相关工作基础4 储能的应用需求 储能是支撑新型电力系统建设的重要技术和基础装备，对促进新能源消纳、保障电力供应、提升电网安全具有重要意义，主要在保障电力电量平衡、提高系统安全裕度、促进新能源高效利用方面发挥重要作用，是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑。 “保供应、保安全、促消纳”是贯穿新型电力系统各发展阶段的核心问题，未来还将长期存在。 储能典型应用场景 储能不生产能量，只“搬运”能量，通过能量的时间转移、空间转移、快速吞吐、保留备用、零存整取、整存零取等方式，应用于电力系统不同节点，发挥不同的作用。与源、网、荷协同发展是实现电力系统高质量发展的客观需要。 储能发展阶段 2011年，功能验证 2021年，推广应用 2018年，商业示范 碳达峰、碳中和目标加快建设新型电力系统加快新型储能示范推广应用 江苏镇江百兆瓦大规模 国家风光储输 示范工程储能电站 2018年投运装机总容量101MW/202MWh 2011年投运装机总容量19MW/83.5MWh 2030年电化学储能装机将超1亿千瓦 构网 什么是构网 构网技术来源 D. Pattabiraman, R. H. Lasseter. and T. M. Jahns, "Comparison of Grid Following andGrid Forming Control for a High Inverter Penetration Power System," 2018 IEEEPower & Energy Society General Meeting (PESGM), 2018, pp. 1-5, doi:10.1109/PESGM.2018.8586162. A公 司 B公 构网控制机理 构网控制通过改变变流器输出电压相位/幅值以调节有功/无功功率输出，从而为系统提供频率/电压支撑。模拟同步发电机电压源特性，瞬时响应时保持内电势恒定，构网控制借助功率同步策略实现同步，不依赖外部电网相位信息，在孤网和并网模式下均能工作。 构网技术需求 可再生能源大量接入，电力电子发电设备在电力系统中占比不断提升。低惯量、低阻尼、弱电压支撑已成为新型电力系统的显著特征，电力系统出现新的稳定性问题； 构网控制技术能够模拟同步发电机运行特性，理论上可以提升新能源电站暂态支撑能力及系统稳定性。 储能与构网1 规范与要求2 测试与实践3 相关工作基础4 国外构网技术规范 国外构网技术要求 GC0137电网规范（英国） 相位跳变有功功率(响应时间<5ms)固有惯量支撑功率(响应时间<5 ms，对相位和频率变化的响应)RoCoF响应功率(包括系统惯性和功率缺额)阻尼有功功率(响应时间<5 ms，对振荡的响应)电压阶跃无功功率(响应时间<5ms）短路电流注入(电压下降到0.9p.u.以下时，5ms内无功电流响应，30ms内达到1p.u.) 构网型逆变器自愿性规范（澳大利亚） 电压阶跃响应小于5ms相位跳变瞬时响应，固有惯量瞬时响应可在低短路比稳定运行可为振荡现象提供阻尼 国内相关技术要求 GB 38755-2019电力系统安全稳定导则 GB/T 40581-2021电力系统安全稳定计算规范 国内相关技术要求 GB/T 40594-2021电力系统网源协调技术导则 电源：包含了接入35kv及以上电压等级的储能电站； 储能电站涉网试验：电能质量测试、有功功率控制能力测试、无功/电压控制能力测试、惯量响应和一次调频测试、场站建模与模型验证、故障穿越能力仿真验证、电压频率适应能力验证以及保障电力系统安全的其他测试。 GB/T 40595-2021并网电源一次调频技术规定及试验导则 一次调频动态指标 储能电站在充电及放电状态下均应具备一次调频能力。频率阶跃扰动试验中，储能电站一次调频动态指标应满足下列要求： 一次调频有功功率的滞后时间应不大于1s；一次调频有功功率的上升时间应不大于1s；一次调频有功功率的调节时间应不大于2s；一次调频达到稳定时的有功功率调节偏差不超过±1%额定有功功率。 《电化学储能电站接入电网技术规定》内容修订 【增加内容】 【更改内容】 更改了文件的适用范围；更改了电化学储能电站有功功率控制要求；更改了电化学储能电站过载能力要求；更改了电化学储能电站高电压穿越的要求；更改了电化学储能电站电网适应性中的频率范围要求；更改了电化学储能电站保护和安全自动装置的要求；更改了电化学储能电站接入电网测试的内容。 增加了电化学储能电站故障穿越、低电压穿越、高电压穿越、一次调频、惯量响应、防孤岛等技术相关的术语和定义；增加了电化学储能电站接入电网的总体要求；增加了电化学储能电站无功功率控制要求；增加了电化学储能电站一次调频的技术要求；增加了电化学储能电站惯量响应的技术要求；增加了电化学储能电站低电压穿越期间的动态无功支撑能力要求；增加了电化学储能电站连续故障穿越的要求；增加了电化学储能电站的仿真模型和参数要求。 储能构网控制相关政策 新疆《关于组织上报2023年独立新型储建设方案的通知》-构网型新型储能并网技术要求 黑启动功能过载能力频率电压耐受能力涉网参数现场实测 一次调频能力主动电压调节能力自主阻尼抑制功能 构网控制功能惯量响应能力过载能力 国家/行业标准编制 2023年11月，申报并通过了全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）国家标准《电化学储能构网型变流器技术规范》的立项，目前已经形成了标准初稿，为国标委标准立项答辩做准备。《构网型储能电站接入电网技术要求和测试规程》也正在申请国标阶段。 两项标准主要规定了电化学储能变流器、储能电站构网控制技术要求、仪器设备、测试方法等。 《电化学储能系统建模导则》、《电化学储能系统模型参数测试规程》两项行标也在编制过程，涉及电化学储能系统构网控制模型构建及参数测试方法。 储能与构网1 规范与要求2 测试与实践3 相关工作基础4 储能构网控制及测试技术研究 针对构网型储能应用评价需求，中国电科院储能所创新开展了电化学储能系统的构网能力技术指标体系、构网型电化学储能系统接入电网的检测技术及方法研究； 建立构网型变流器、储能电站“模型仿真+半实物测试+工程现场实测”三位一体的测试评价方案。 测试基本结论 针对储能单元/整站开展了一次调频、惯量响应、阻尼控制、小扰动、电压耐受、频率耐受、相角跳变耐受等构网性能试验； 试验结果表明，构网控制（1）可实现对电压、频率稳态偏差的自主调节；（2）可自然响应输出无功功率，对电网电压跌落/跃升实现暂态主动支撑；（3）可对电网电压相位跳变提供暂态稳定支撑；（4）具备电网低频振荡抑制功能；（5）可在系统频率失衡时可提供转动惯量支撑。 但被测构网型储能电站的稳定性待进一步提升，与同步发电机的外特性一致性需进一步验证。 测试过程中的问题 【问题及分析】 安全风险大。部分电站电池、电池管理系统、变流器等核心部件缺少型式试验及到货抽检； 故障问题多。告警及保护导致的系统停机故障多、可靠性低，检测过程难以持续； 参数设置随意。为了达到宣称的性能指标，更改运行参数，严重影响并网检测结果； 缺乏专业调试。把并网检测当做调试现场，协同问题多、检测周期长。 储能电站全流程安全与质量管理亟待加强 储能安全与质量全环节管控 全流程检测评价方案已在多个省市的大型电池储能电站工程验收中开展了大量的实践，检出了多个质量和安全存在重大隐患的项目，为电池储能电站建设的安全与质量把关发挥了关键作用。25/31 储能与构网1 规范与要求2 测试与实践3 相关工作基础4 中国电科院储能所工作概况 •国家电网公司直属科研机构，全国电力储能标委会秘书处单位 主导建设电力储能国家标准体系牵头编制多项电力储能核心国家标准 •强力支撑电力储能安全管理和评估体系建设 直接参与北京“4·16”事故调查组，支撑北京市应急局发布事故调查报告；创立国家电网电池储能技术实验室“BESTLab”专业品牌，在全国有序布局电池储能技术共享实验室体系，构建储能安全与质量全流程测评理论与实践体系；强力支撑国家和地方相关部门以及国网公司的储能安全管理和评估体系建设；为国家能源局、国家应急管理部、北京市应急局、北京市消防救援总队等部门提供技术支持；支撑国家能源局发布《新型储能项目管理规范》《关于加强电化学储能电站安全管理的通知》等文件；支撑国网公司相关部门开展储能电站安全隐患排查，提出健康有序发展意见；获中电联授牌“国家电化学储能电站安全监测信息平台技术支持中心”、“储能电站安全检测与评价中心”；支撑国家能源局和中电联开展国家电化学储能电站安全监测信息平台建设及相关标准化工作。 核心技术 针对电力系统“保安全、保供应、促消纳”需求，围绕“让储能好用，把储能用好”目标，开展多类型储能应用与评价关键技术研究，突破储能高安全集成、高可靠并网、高效能应用、全流程评测等核心技术，充分发挥储能灵活调节与支撑作用，助力新型电力系统建设。 商业推广 重点解决： 新型储能不同发展阶段 应用需求与技术发展研判多场景应用性能综合评价行业存在的难点痛点攻关技术创新与工程应用示范健康可持续发展标准制定 组织挂靠 中国电科院储能与电工所是“全国电力储能标准化技术委员会”、“中国电机工程学会电力储能专业委员会”、“新型电力储能技术创新联合体”秘书处单位，是电力行业国家标准验证检验检测试点单位。 中国电机工程学会电力储能专业委员会 全国电力储能标准化技术委员会 新型电力储能技术创新联合体 围绕电力储能本体与装备、储能系统并网仿真分析、集成与控制、试验与评估四个学科方向，同时开展技术研究、学术交流、应用推广、人才推荐、咨询服务以及标准化等工作。 在规划设计、运行维护、设备及试验等领域牵头编制电力储能相关国际标准4项、国行团企标准近百项，构建了电力储能标准体系的基本框架。支撑国标委、能源局出台《新型储能标准体系建设指南》。 联合产学研用28个知名单位，从电力应用需求驱动出发，创建多方共同参与的储能应用生态，促进新型储能技术的健康有序发展。 行业服务 面向发电集团、能源聚合商等日益增长的储能应用需求与其技术积累相对薄弱的矛盾问题，充分发挥中国电科院作为专业储能研究与检测机构的技术优势、管理优势和品牌优势，创新提出储能实验室建设、大数据平台开发、电站工程实施三大技术服务体系，通过技术引领与优质服务推动行业进步与健康发展。