在高比例新能源并網(wǎng)的新型電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)同步發(fā)電機主導的穩(wěn)定機制被逐步瓦解，電壓、頻率波動風險加劇。構網(wǎng)型儲能作為“虛擬同步機”的核心載體，憑借主動支撐電網(wǎng)的能力，成為維系系統(tǒng)穩(wěn)定的關鍵裝備。

一、構網(wǎng)型儲能原理

構網(wǎng)型儲能技術的特點在于可以為系統(tǒng)提供慣量和支撐，目前提高系統(tǒng)慣量和支撐的方式主要包括常規(guī)同步發(fā)電機組、同步調相機和構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)。

構網(wǎng)型儲能技術原理：是將同步機的轉子運動方程、無功下垂控制等核心算法嵌入變流器控制系統(tǒng)中，通過采集電壓和電流計算端口功率，利用核心算法生成電壓幅值與相位參考值，將變流器端口塑造為與同步發(fā)電機類似的電壓源外特性，通過儲能變流器構建起支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行的電壓源。

構網(wǎng)型儲能變流器采用并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，與電網(wǎng)同作為電壓源為用電負荷提供能量。此種并聯(lián)電壓源接入方式，可提高系統(tǒng)短路比，增加慣量和短路容量支撐，起到快速調頻調壓、抑制寬頻振蕩等作用。

構網(wǎng)型儲能技術與常規(guī)同步機組類似，可在擾動前、中、后各階段構建起電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行必須的電動勢，起到支撐性作用。

二、過載能力要求

構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)應具備交流電流在110%的額定電流下長期持續(xù)運行的能力；在120%的額定電流下，持續(xù)運行時間應不少于2 min；在150%的額定電流下，持續(xù)運行時間不少于1 min，在300%的額定電流下，持續(xù)運行時間不少于10 s。

三、慣量支撐能力

電化學儲能電站借鑒傳統(tǒng)同步發(fā)電機轉子運動方程，使輸出的有功功率響應系統(tǒng)頻率變化率，從而減緩頻率變化的控制功能。系統(tǒng)在經受擾動時，并網(wǎng)主體提供響應系統(tǒng)頻率變化的快速正阻尼，以阻止系統(tǒng)頻率突變。

構網(wǎng)型電化學儲能系統(tǒng)支持的慣性時間常數(shù)最大值不小于20 s，并可根據(jù)接入系統(tǒng)的需要靈活調整。儲能慣量響應啟動時間不應超過50 ms，響應時間不應超過150 ms，調節(jié)時間不應超過500 ms，控制偏差應在±1.0%以內。

四、阻尼控制
電力系統(tǒng)中的阻尼效應是指系統(tǒng)中的某些元件或機構能夠通過吸收和釋放能量的方式來緩沖電力系統(tǒng)中因不穩(wěn)定因素引起的振蕩，以避免系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)甚至崩潰。阻尼影響著頻率的偏差，為一次調頻爭取時間。監(jiān)視系統(tǒng)功率振蕩，為系統(tǒng)提供正阻尼，以提高系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性。

當系統(tǒng)發(fā)生0.2～2.5 H z的低頻振蕩，且并網(wǎng)點頻率振蕩幅值大于0.003 Hz時，電化學儲能電站應通過附加阻尼控制調節(jié)有功功率，抑制低頻振蕩，有功功率變化量PD最大值應在10%～30% PN(額度容量）之間，響應時間不應大于0.5 s。

五、主動電壓支撐能力

參與電力系統(tǒng)電壓動態(tài)調節(jié)，系統(tǒng)暫態(tài)期間提供短時無功功率支撐。構網(wǎng)型儲能系統(tǒng)具備類似同步發(fā)電機的有功功率調節(jié)特性，也具備內電功勢和無功調壓能力。

構網(wǎng)型儲能無功啟動時間應不超過5 ms，無功響應時間應不超過10 ms，最大無功電流能力應不低于3倍額定電流，電壓階躍響應時間應不大于100 ms，并能夠根據(jù)接入系統(tǒng)的需要靈活調整。

六、短路電流支撐能力

構網(wǎng)型儲能應提供一定的短路電流，其過載能力應不低于3倍的額定電流，過載持續(xù)運行時間應不低于10 s。構網(wǎng)型儲能的短路支撐能力可通過變流器的能力提升以及多機并聯(lián)等多種方式實現(xiàn)。多機并聯(lián)運行時，共機環(huán)流小于5%。

隨著新型電力系統(tǒng)的演進，構網(wǎng)型儲能技術指標將向“更智能、更協(xié)同、更經濟”升級：一是動態(tài)可調性，如虛擬慣量隨電網(wǎng)狀態(tài)實時優(yōu)化；二是標準化，推動不同廠商設備的指標兼容；三是全生命周期成本，在保證性能的同時降低度電成本。