第59卷第7期：0001-00112023年7月16日D0l:10.13296/.1001-1609.hva.2023.07.001均网型储能系统关键技术及工程应用构网型储能支撑新型电力系统稳定运行研究李建林，丁子洋，游洪灏'，杨本星2(1.北京未来电化学储能系统集成技术创新中心，北方工业大学，北京100144：2.国网江西省电力有限公可抚州供电分公司，江西抚州344000)摘要：建设以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的关键。由于新能源存在一定波动性，且系统在同步发电机被替代后缺少稳定惯性支撑，易导致系统不能稳定运行，因此构网型储能应运而生。其可代替同步发电机实现对电网支撑，保障系统稳定运行，故在新型电力系统中有广阔的应用前景。基于此，文中首先对构网型和跟网型储能变流器微出对比，为新型电力系统做出选型，通过对两者的比较说明枸网型储能技术更适用于新型电力系统：其次，讨论构网型储能在新型电力系统中的定位及在其中的作用：最后从暂态过程、短期动态和长期动态三方面对构网型储能发展进行展望，为未来新型电力系统更好地建设提供思路关键词：斯型电力系统；构网型控制；储能Research on Stable Operation of New Power System Supported byGrid-forming Energy Storage SystemLI Jianlin',DING Ziyang',YOU Honghao',YANG Benxing'Technology,Beijing 100144.China:2.State Grid Jiangxi Electrie Power Co..Lid.Fuzhou Power Supply Branch.Jiangxi Fuzhou 344000.China)Abstract:Setting up a new power system with new energy as the main body is the key to realize the goal of "doublecarbon".Because of the fluctuation of new energy and the lack of stable inertial support after the replacement of syn-chronous generator,it is prone to lead to unstable operation of the system,so the grid-forming energy storage systemcomes into being.It can replace the synchronous generator to support the power grid and ensure the stable operationof the system.so it has broad application prospects in the new power system.Based on this,a comparison between thegrid-forming energy storage converter and the grid-connecting energy storage converter is conducted and a selectionfor the new power system is made.By comparing the two types,it shows that the grid-forming energy storage technolo-gy is more suitable for the new power system.Secondly,the positioning and the role of grid-forming energy storage sys-tem in new power system are discussed.Finally,the development of grid-forming energy storage system is prospectedfrom such three aspects as transient process,short-term dynamics and long-term dynamics,which provides ideas forbetter construction of new power systems in the future.Key words:new power system;grid-forming control;energy storage收稿日期：2023-02-17：修回日期：2023-04-10基金项目：北京未来电化学储能系统集成技术创新中心资助20220468125)。20220468125).2023年7月第59卷第7期目前，中国已在多个模式场景下实现构网型储0引言能的应用。2022年4月新疆阿克陶县50MW光伏随着“双碳"目标的大力推进，2030年新能源将电站配套5MWI0MWh储能项目采用了构网型储成为中国第一大的装机电源，以此确立了新能源及能系统方案，帮助系统一次调频及转动惯量支撑电力电子装置为主体的新型电力系统建设的第等作用。2022年12月31日，湖北荆门新港50MW/一步"。在能源转型背景下，同步发电机被逐渐替100MWh高桥储能电站成功并网，标志着国内首座代，其无法继续为电网提供惯性，导致电网系统强电网侧大容量构网型储能电站进人商业运行。其度低，容易发生波动，抗干扰能力弱，存在全面崩溃具备电量峰谷平移、平滑新能源外特性、电源备用及大面积停电的风险鬥。高比例新能源电力系统必等常规储能全部功能。此外还具备1.5倍/10s的暂须拥有一个能够维持电网稳定的惯性能源，因此构态过载能力，用于在过载功率异常时保证系统具备网型储能应运而生两稳定输出的能力。并独立支撑电网和提升区域电构网型(grid-forming,GFM控制技术的概念最网稳定性。高桥储能电站的成功并网，有效解决该早在微电网的系统环境中被提出。文刘5总结了不同地区高比例新能源接入、高比例电力电子器件所带构网型技术路线和方案。主要包括虚拟同步控制、来的的风险，并提高新能源的电网友好性，有效地匹配控制、下垂控制四、虚拟振荡器控制等，其中虚消除“双高”电力系统带来的影响。拟同步控制为当下的主流研究方向。构网型控制在国外构网型储能主要应用于主网领域。日从运行原理上看，是通过变流器经过阻抗向系统并立ABB公司在澳大利亚约克半岛部署的30MW/网点提供一个其有一定维持能力的电压源，并内置50MWh电池储能系统已于2018年投人使用，其成功率同步，实现等效惯量和系统强度支撑。为澳大利亚国家电力市场第一个与输电网铬相连此外，在发展新型电力系统过程中，储能是个的电池储能系统。另外，在2021年8月在澳大利亚必选项。源、网、荷、储是电力能源体系的4种基投入使用的250MW/250MWh储能系统为全球最大本要素，是未来能源体系的基本定式。因此将构构网型储能系统项目，其可提高系统响应速度，并网型控制技术与储能单元相结合，其综合性能可与增加偏远地区电网的系统强度，此外构网型储能技常规发电机相媲美，理想状态下可完美替代同步发术已被澳洲能源市场运营(AEMO)列为最高优先考电机在系统中的作用。2022年10月，国家能源局印虑的技术，有望对澳洲清洁能源转型发挥关键作用。发的《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》中本文以构网型储能支撑新型电力系统稳定运指出，要加快完善新型储能标准体系，推动构网型行作为中心论点。首先，从控制方式和适用场景等技术标准体系建设，开展构网型储能性能及检测等方面对构网型变流器与跟网型变流器进行对比，总方面核心标准研制。国家政策方面对于构网型储结两者的对偶性并分析更适用于新型电力系统的能技术的大力支持也使得其具有广阔的发展前控制模式。然后结合新型电力系统的特征，讨论构景。另外，构网型储能技术可参与电网调频，国家网型储能在其中的定位，并研究构网型储能是如何标准化管理委员会于2022年5月颁布的《并网电源对电力系统进行支撑的。之后以暂态过程、短期动一次调频技术规定及试验导则》国家标准中要求存态过程及中长期动态过程的时间线对构网型储能量风电场、光伏电站进行一次调频改造，新投产电在新型电力系统中的应用进行展望，针对新型电力站要具备一次调频功能。文[15指出，构网型控制系统未来建设提出相关建议。系统不仅具备为关键负载提供稳定电力保障的功1构网型与跟网型储能变流器的对比能，还可通过储能电池积极参与电网调频等辅助服务。另外构网型储能具备更快的一次调频响应能现用于新型电力系统建设的储能变流器大体力，其相对同步发电机“承担”更多的暂态功率。因可分为构网型储能变流器和跟网型储能变流器。此基于构树型控制的储能技术是帮助新能源实现它们拥有一定的相似性，但有几处重要的区分点。调频的最优选择。此外其可稳定电网，并提供虚拟文中将从控制方式、适用场景等方面对于构网型储惯性，提升短路容量，加强系统强度，并有望在多种能变流器与跟网型储能变流器进行对比，通过对比工况及工作场景下为新型电力系统的稳定运行保得出构网型储能变流器更适用于新型电力系统，并驾护航。对其稳定运行进行有效支撑