构网型储能关键技术

传统的电力储能电站，称作“跟网型”储能，属于“被动跟随”。它必须依靠电网现有的电压和频率信号才能工作。电网给什么信号，它就跟着输出什么。而“构网型”储能是新型的，属于“主动支撑”。它不需要依赖电网信号，而是自己发出一个稳定的电压和频率信号，反过来去支撑和稳定电网。

简单来说，构网型是一种能够主动建立和维持电网电压、频率的储能系统。它不需要依赖外部电网的信号，自己就能像传统的发电机一样，为电网提供稳定的电压和频率基准。

当前，构网型储能正处于业界竞逐的核心赛道，整体发展势头迅猛，政策层面对其渗透率目标要求明确，储能头部企业扎堆技术攻关，行业关注度与实际应用需求呈持续攀升态势。然而，现阶段关于构网型储能技术的相关书籍仍较为空白，相关知识体系的补充与完善已成为行业发展的迫切需求。

本书作者深耕储能技术领域十余年，其中主持省科技厅、国家电网公司构网型储能项目10余项，产出相关文章20余篇、标准5项、专利/软著10项，获省部级奖项2次，并深度参与新疆构网型储能示范工程建设。依托以上理论和实战经验，作者特编写本书，围绕构网型储能核心技术展开，系统探讨其在频率支撑、电压稳定、故障穿越与黑启动等场景的核心作用，同时阐述构网型储能运行机制，内容涵盖系统架构、控制实现方法、跟/构网型混合控制等关键板块，层次分明且理论联系实际。

在学术价值上，本书填补了构网型储能技术领域的空白，推动电力系统与储能交叉学科发展，既为科研人员明确技术突破路径，也为高校储能相关专业本科生及行业新人提供系统化学习资料，助力人才培养；在应用价值上，本书可为电力系统规划者、工程技术从业者及设备制造商提供可实施的解决方案，增强电网对可再生能源的消纳能力，降低工程成本，保障电网安全稳定运行，服务于能源领域高质量发展与国民经济转型。

《构网型储能关键技术》以构网型储能关键技术为主题，围绕高比例可再生能源并网条件下电网稳定性下降的挑战，系统探讨构网型储能，从产业政策、架构与控制方法，到涉网性能、混合运行及关键技术创新，再到示范工程验证。构网型储能作为主动支撑电网运行的关键技术，具备虚拟发电机特性，可在频率支撑、电压稳定、故障穿越与黑启动等场景中发挥核心作用，并通过与跟网型储能的协同，实现新型电力系统的安全、灵活与高效运行。
　　本书适合储能领域科研人员、工程技术从业者、电力系统规划者及设备制造商阅读参考。

李建林，二级教授，博导，博士后合作导师，2020年入选Guo家级人才，享受国务院特殊津贴，全球前2%科学家“终身科学影响力排行榜”入选学者，首届北京先进科技工作者获得者；担任北方工业大学学术委员会委员、电气工程一级学科责任教授，国家用户侧能源储能中心副主任，北京未来电化学储能中心主任，中国可再生能源学会储能专委会秘书长，中国电工技术学会储能标委会秘书长。长期从事大规模储能技术领域研究，主要包括构网型储能技术、电解水制氢技术、零碳园区关键技术等多个研究方向，先后主持国家重点研发计划项目2项 、国家863课题4项、国家自然基金项目4项、北京市重点基金项目3项、国家电网公司储能方向重大项目10余项，发表SCI/EI检索文章200余篇，授权发明专利100余项，负责起草储能领域行业标准20余项、储能领域著译作20余部，获国家教学成果二等奖1次，储能领域省部级一、二等奖项30余次。

目 录
前言
第 1 章 构网型储能发展现状 1
1.1 构网型储能系统发展现状概述 1
1.2 构网型储能国内外政策 2
1.2.1 构网型储能国外相关政策 2
1.2.2 构网型储能国内相关政策 7
1.3 构网型储能标准体系 25
1.3.1 储能系统标准制定现状 25
1.3.2 构网型储能相关标准现状 26
1.3.3 构网型储能标准分析 27
1.4 小结 36
参考文献 37
第 2 章 构网型储能控制架构 42
2.1 集中式架构 42
2.1.1 集中式架构拓扑结构 42
2.1.2 集中式架构特点 45
2.1.3 集中式架构构网型控制适配性分析 47
2.2 组串式架构 50
2.2.1 组串式架构特点 50
2.2.2 组串式构网型控制适配性分析 51
2.3 高压直挂架构 53
2.3.1 高压直挂式架构拓扑结构 53
2.3.2 高压直挂式架构优势与特点 58
2.3.3 高压直挂式构网型控制适配性分析 59
2.4 小结 61
参考文献 61
第 3 章 构网型储能控制方法研究 64
3.1 构网型控制方法原理 65
3.2 典型构网型储能控制方法分析 67
3.2.1 下垂控制 67
3.2.2 虚拟同步发电机控制 71
3.2.3 虚拟振荡器控制 83
3.2.4 构网型控制方法对比分析 90
3.3 小结 91
参考文献 91
第 4 章 构网型储能涉网性能要求分析 94
4.1 一次调频 94
4.1.1 一次调频性能分析 94
4.1.2 一次调频技术 95
4.1.3 一次调频技术测试 96
4.2 惯量响应 102
4.2.1 惯量响应能力 102
4.2.2 惯量响应性能 102
4.2.3 惯量响应能力测试 103
4.3 电压穿越故障 107
4.3.1 电压支撑能力分析 107
4.3.2 电压支撑能力技术 107
4.3.3 电压支撑能力测试规范 109
4.4 电压相跳 121
4.4.1 相跳抑制性能分析 121
4.4.2 相角跳变耐受能力 123
4.5 并离网切换 123
4.5.1 并离网切换性能分析 123
4.5.2 并离网切换技术 124
4.6 黑启动 125
4.6.1 黑启动性能分析 125
4.6.2 黑启动技术要求 125
4.7 小结 127
参考文献 128
第 5 章 跟 - 构网型储能混合控制技术 130
5.1 跟 - 构网型储能混合场站架构 130
5.2 跟 - 构网型储能混合场站建模方法 132
5.2.1 状态空间法 132
5.2.2 阻抗分析法 138
5.3 跟 - 构网型储能混合场站控制策略 147
5.3.1 控制架构优化 147
5.3.2 跟 - 构网平滑切换控制方法 154
5.3.3 跟 - 构网切换控制模式 162
5.3.4 跟 - 构网协同控制方法 168
5.4 小结 172
参考文献 172
第 6 章 构网型储能关键技术研究 176
6.1 构网型储能容量优化配置研究 176
6.2 高压直挂构网型储能系统均衡控制方法 189
6.3 基于虚拟振荡控制的构网型储能暂态特性优化方法 203
6.4 电压穿越故障下构网型储能优化控制方法研究 211
6.5 构网储能应急电源应用技术研究 230
6.6 小结 236
参考文献 236
第 7 章 构网型储能示范工程 239
7.1 国内外构网型储能电站建设现状 239
7.1.1 国外构网型储能电站建设现状 239
7.1.2 国内构网型储能电站建设现状 243
7.2 国内构网型储能典型工程实例 245
7.2.1 新疆阿克陶构网型储能工程 245
7.2.2 宁东复合光伏基地项目配套构网型储能电站 249
7.2.3 新疆三塘湖风电配套组串式构网型储能工程 252
7.2.4 福建吉瓦级宁德霞浦高压直挂构网型储能工程 257
7.3 构网型储能电站并网及测试要求 261
7.4 小结 262
参考文献 262

在“ 双碳” 目标引领下，全球能源体系正加速 向 “新能源为主体”的新型电力系统转型。高比例风电、光 伏等波动性新能源的并网，打破了传统电力系统 “源随荷动” 的稳定格局，电网对 “可调节、可控制、可支撑”的灵活调节能力需求愈发迫切。构网型储能作为能够主 动构建电网电压与频率、支撑系统稳定的核心技术，正 是破解这一难题的关键抓手，其发展水平直接决定了新 型电力系统的安全高效运行能力。

当前，构网型储能技术已从概念探索迈入工程实践阶段。国家政策层面，《新型储能规模化建设专项行动方案（2025—2027 年）》等政策先后明确其技术研发方向与规模化应用要求，并提出构网型储能渗透率 30% 的刚性量化指标；地方层面，新疆、宁夏等新能源富集区已发布接入技术规范与测试标准，内蒙古、西藏依托补贴机制构建市场化激励体系；标准体系层面，构网型储能专项标准加速制定，为技术规范化落地提供支撑。但技术落地与规模化推广仍面临多维度挑战：基础理论层面亟待突破高比例新能源渗透场景下的构网控制机理；关键技术层面需攻克构网型储能容量优化配置、多设备协同控制、安全稳定运行等核心瓶颈；工程应用层面尚需完善标准体系、明确涉网性能指标、提升设备实际运行可靠性。

基于此，本书围绕构网型储能关键技术进行撰写，总结了著作团队的研究成果，参考了国内外相关研究内容。全书共分为 7 章：第 1 章围绕构网型储能的发展现状与相关政策、标准体系进行系统梳理与分析；第 2 章对比分析构网型储能控制架构，详细阐述不同架构的技术特征、适用场景及优缺点，为不同应用场景下的架构选型提供依据；第 3 章聚焦构网型储能控制技术，深入分析构网型控制原理以及典型控制方法的实现方式，探讨不同方法在惯量支撑、频率调节、电压稳定等场景下的应用效果；第 4 章探讨构网型储能涉网性能要求，结合实际工程测试数据，明确构网型储能的惯量响应、调频调压、故障穿越、黑启动等核心涉网性能指标，解读指标制定依据与测试方法；第 5 章针对储能电站跟 - 构网控制协同运行场景，梳理跟 - 构网型储能混合场站建模方法，提出混合系统的功率分配策略；第 6 章深入攻关构网型储能发展的核心技术瓶颈，分别阐述储能容量配置、拓扑结构优化、故障穿越等核心技术方案，并结合仿真案例验证效果；第 7 章通过国内外典型工程案例，解析构网型储能在不同场景的应用模式与实施路径。

构网型储能技术仍在快速发展，新理论、新技术、新应用不断涌现。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏与不足，恳请广大读者批评指正。