中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在高比例新能源、高比例電力電子裝備接入的新型電力系統(tǒng)背景下，系統(tǒng)慣量降低、電壓與頻率支撐能力不足、暫態(tài)穩(wěn)定問題突出，單一電力電子調(diào)壓或調(diào)頻裝置已難以滿足復(fù)雜電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行需求。
構(gòu)網(wǎng)技術(shù)與靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）的結(jié)合，正在探索一條破解弱電網(wǎng)、新能源高占比場景下穩(wěn)定控制難題的技術(shù)路徑。
二者通過優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了從“單一無功支撐”向 “有功 - 無功協(xié)同、慣量-電壓-頻率支撐”的升級(jí)，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了全新解決方案。
同為構(gòu)網(wǎng)，四類技術(shù)各不相同
近年來，在政策引導(dǎo)、技術(shù)突破與市場需求的三重因素驅(qū)動(dòng)下，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用在我國實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。
據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì)，2025年，國內(nèi)共有66個(gè)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)，規(guī)模為7.3GW/25.2GWh，容量規(guī)模較2024年增長近3倍，滲透率為12.8%。
雖然技術(shù)優(yōu)勢被廣泛接受，但目前，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能沒有嚴(yán)格的定義，每個(gè)廠家的理解不同，產(chǎn)品的構(gòu)網(wǎng)行為、特性和表現(xiàn)也不盡相同。
一般而言，構(gòu)網(wǎng)技術(shù)主要包括常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組、同步調(diào)相機(jī)和構(gòu)網(wǎng)型裝備等技術(shù)。典型的構(gòu)網(wǎng)型裝備包括構(gòu)網(wǎng)型SVG、靜止同步調(diào)相機(jī)、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能裝備、儲(chǔ)能型構(gòu)網(wǎng)柔直等技術(shù)。
構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能裝備采用構(gòu)網(wǎng)控制儲(chǔ)能變流器構(gòu)建具有電網(wǎng)支撐能力的電壓源特性。當(dāng)下，技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的構(gòu)網(wǎng)型裝備，以鋰離子電池、液流電池為能量載體，通過搭載虛擬同步機(jī)（VSG）、下垂控制、自主電壓控制策略的變流器實(shí)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)運(yùn)行，是兼具能量屬性與支撐屬性的構(gòu)網(wǎng)裝置。
其技術(shù)核心在于電池側(cè)提供持續(xù)有功功率支撐，變流器側(cè)實(shí)現(xiàn)電壓頻率自主構(gòu)建，可獨(dú)立帶負(fù)荷運(yùn)行、完成電網(wǎng)黑啟動(dòng)，同時(shí)具備毫秒級(jí)慣量響應(yīng)、秒級(jí)調(diào)頻調(diào)壓能力，打破了傳統(tǒng)儲(chǔ)能“僅能量調(diào)度、弱電網(wǎng)支撐”的局限。
從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和集成策略看，市場上的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)主要分為高壓級(jí)聯(lián)型構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)和低壓并聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)兩類。
構(gòu)網(wǎng)型SVG是在常規(guī)SVG的基礎(chǔ)上，通過提高器件的過流能力、增大電容能量并采用構(gòu)網(wǎng)型控制策略實(shí)現(xiàn)的一種同步無功補(bǔ)償設(shè)備。
作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的同步電壓源，當(dāng)系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)，構(gòu)網(wǎng)型SVG可實(shí)現(xiàn)電勢幅值不突變，瞬時(shí)提供快速無功支撐，在響應(yīng)速度和過載能力上均優(yōu)于常規(guī)SVG。同時(shí)可以以更低的成本針對(duì)性解決系統(tǒng)電壓問題。
靜止同步調(diào)相機(jī)是在構(gòu)網(wǎng)SVG的基礎(chǔ)上，在直流側(cè)增加超級(jí)電容器提高儲(chǔ)備能量來實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，其外特性可對(duì)標(biāo)常規(guī)分布式調(diào)相機(jī)，功能上可替代調(diào)相機(jī)。
相比于構(gòu)網(wǎng)SVG，其能量存儲(chǔ)更大，除了具備構(gòu)網(wǎng)SVG無功電壓支撐能力，靜止同步調(diào)相機(jī)還具有頻率變化時(shí)的慣性支撐能力。
構(gòu)網(wǎng)柔直裝備作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的同步電壓源，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，電勢不突變，瞬時(shí)提供快速有功、無功支撐，支撐能力由能量來源決定。
其核心裝備構(gòu)網(wǎng)型柔直換流閥是應(yīng)用于跨區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、新能源外送通道的骨干級(jí)構(gòu)網(wǎng)裝備，作為柔直系統(tǒng)的 “主控節(jié)點(diǎn)”，可獨(dú)立建立穩(wěn)定的電壓頻率體系，實(shí)現(xiàn)異步電網(wǎng)互聯(lián)與系統(tǒng)級(jí)功率調(diào)度。
其容量等級(jí)可達(dá)吉瓦級(jí)，具備極強(qiáng)的系統(tǒng)級(jí)支撐能力，可平抑區(qū)域電網(wǎng)功率波動(dòng)、抑制寬頻振蕩，在大型新能源基地外送、海島供電、城市電網(wǎng)擴(kuò)容等場景中，承擔(dān)主網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)與功率傳輸雙重職能，是電網(wǎng)層級(jí)的核心構(gòu)網(wǎng)單元。
構(gòu)網(wǎng)技術(shù)與靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）融合能產(chǎn)生怎樣的價(jià)值？
構(gòu)網(wǎng)技術(shù)以構(gòu)網(wǎng)型變流器為載體，核心能力是自主建立電壓與頻率、提供虛擬慣量、參與有功功率調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)、孤島運(yùn)行與長時(shí)頻率支撐，但在短時(shí)超大無功出力、極端故障下的暫態(tài)電壓支撐能力上存在上限。
靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）作為專用無功支撐設(shè)備，具備毫秒級(jí)無功響應(yīng)、短時(shí)高過載、強(qiáng)電壓支撐、提升系統(tǒng)短路比的核心優(yōu)勢，卻無法提供有功功率與持續(xù)慣量支撐，依賴外部電網(wǎng)建立電壓頻率。
二者在技術(shù)特性上呈現(xiàn)強(qiáng)互補(bǔ)性，構(gòu)網(wǎng)技術(shù)彌補(bǔ)了SSC“無慣量、無自主建網(wǎng)能力”的短板，SSC 則強(qiáng)化了構(gòu)網(wǎng)裝置“短時(shí)無功支撐不足、故障穿越能力有限”的弱項(xiàng)，底層控制邏輯均基于電壓源型變流器，具備協(xié)同控制的技術(shù)基礎(chǔ)，為融合應(yīng)用提供了前提。
林俐、徐寧、崔灝等人2025年5月發(fā)布在電力系統(tǒng)自動(dòng)化雜志上的一篇名為《面向沙戈荒新能源基地的構(gòu)網(wǎng)型場站與同步調(diào)相機(jī)協(xié)調(diào)配置策略》的文章指出，我國的沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)擁有豐富的風(fēng)能、太陽能資源，在大規(guī)模風(fēng)光發(fā)電基地的開發(fā)上具有明顯的區(qū)位和自然資源優(yōu)勢，但這些地區(qū)大多位于我國北方偏遠(yuǎn)地帶，往往受煤源、水源以及經(jīng)濟(jì)性等多重因素影響而缺乏就地同步電源，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行受到系統(tǒng)低慣量風(fēng)險(xiǎn)、系統(tǒng)低短路比風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，構(gòu)網(wǎng)型場站和同步調(diào)相機(jī)在電壓支撐、慣量支撐、短路容量方面可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。
公開信息顯示，構(gòu)網(wǎng)技術(shù)與SSC 的結(jié)合，突破了單一設(shè)備的性能邊界，提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平、新能源消納能力與運(yùn)行靈活性，具備顯著的工程應(yīng)用價(jià)值。
具體而言有3個(gè)方面，一是強(qiáng)化電網(wǎng)穩(wěn)定支撐能力，有效解決高比例新能源電力系統(tǒng)低慣量、弱阻尼、低短路比的痛點(diǎn)，同時(shí)滿足頻率支撐與電壓支撐需求，提升系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力與故障穿越能力。
二是提升新能源消納空間，通過協(xié)同控制優(yōu)化新能源場站并網(wǎng)特性，解決電壓超限、振蕩抑制等問題，破除風(fēng)電光伏并網(wǎng)的穩(wěn)定瓶頸，推動(dòng)清潔能源高效利用。
三是拓展電網(wǎng)運(yùn)行場景，實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)、孤網(wǎng)運(yùn)行、弱電網(wǎng)支撐等特殊場景的穩(wěn)定運(yùn)行，適配新型電力系統(tǒng)多元化、復(fù)雜化的運(yùn)行需求。
構(gòu)網(wǎng)型SSC工程應(yīng)用加速
自2024年首個(gè)項(xiàng)目落地后，基于構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)的靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）在工程應(yīng)用層面明顯加速。
2024年2月4日，由南瑞繼保成套供貨的世界首套靜止同步調(diào)相機(jī)在吉林華能八面風(fēng)電場220kV升壓站順利并網(wǎng)，有效提高了新能源送端弱電網(wǎng)的穩(wěn)定性，核心技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性全面優(yōu)于傳統(tǒng)分布式調(diào)相機(jī)，標(biāo)志著基于構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)的靜止同步調(diào)相機(jī)進(jìn)入工程應(yīng)用階段。
經(jīng)過多年技術(shù)積累，南瑞繼保逐步形成了以構(gòu)網(wǎng)柔直、構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能、SSC以及GSSVG等為代表的產(chǎn)品體系，全面實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。
2025年9月，黑龍江電科院在黑龍江克東縣金城風(fēng)電場完成省內(nèi)首套50兆乏靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）人工短路試驗(yàn)，成功驗(yàn)證了SSC在電網(wǎng)故障時(shí)的支撐能力，標(biāo)志著黑龍江電網(wǎng)在SSC的應(yīng)用取得全新突破。
該技術(shù)的應(yīng)用背景是，近年來，風(fēng)電成為黑龍江省不可或缺的主力電源之一，然而，風(fēng)能所固有的間歇性與波動(dòng)性，給電網(wǎng)安全帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
本次開展人工短路試驗(yàn)的SSC，融合了“構(gòu)網(wǎng)技術(shù)+超級(jí)電容”的創(chuàng)新模式，可以在系統(tǒng)發(fā)生瞬時(shí)變化時(shí)，自然激發(fā)出3倍額定電流，為電網(wǎng)提供電壓支撐，可提高所在電網(wǎng)的短路水平、抑制寬頻振蕩，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2025年11月，由思源清能自主研發(fā)的35kV/50Mvar靜止同步調(diào)相機(jī)SSC在廣東能源百萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地，一次成功通過近端人工短路試驗(yàn)并正式投產(chǎn)應(yīng)用。至此，思源清能靜止同步調(diào)相機(jī)SSC已先后通過新疆兩個(gè)百萬千瓦級(jí)風(fēng)電場人工短路試驗(yàn)。
其在系統(tǒng)短路故障、電壓深度跌落的情況下快速輸出3倍過載電流進(jìn)行電網(wǎng)支撐，有效提升系統(tǒng)短路容量和系統(tǒng)慣量，為“沙戈荒”地區(qū)大規(guī)模新能源并網(wǎng)提供了切實(shí)保障。
思源清能自2021年起就開展靜止同步調(diào)相機(jī)的研究，其靜止同步調(diào)相機(jī)基于雙星型MMC拓?fù)浼軜?gòu)，在兩組級(jí)聯(lián)H橋中性點(diǎn)的直流側(cè)加入高密度功率型儲(chǔ)能元件，結(jié)合先進(jìn)的構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)，設(shè)備對(duì)外特性比肩分布式調(diào)相機(jī)，無功補(bǔ)償和有功支撐解耦控制，在增強(qiáng)電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)性能的同時(shí)，有效提高了系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性，保障新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
對(duì)比傳統(tǒng)分布式調(diào)相機(jī)，思源清能的靜止同步調(diào)相機(jī)設(shè)備可以將功率輸出的響應(yīng)時(shí)間控制在毫秒級(jí)、輸出的短路電流靈活可控、全生命周期成本具備明顯優(yōu)勢，而且還可拓展快速頻率響應(yīng)、阻抗掃描、主動(dòng)濾波等功能。
在大唐河北沽源風(fēng)電項(xiàng)目中，思源清能在國內(nèi)首個(gè)完成“MMC（雙星型）換流器拓?fù)?超級(jí)電容組直流接入”的靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）設(shè)備生產(chǎn)供貨，并于2024年5月成功并網(wǎng)運(yùn)行。
2026年3月15日，我國南方電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)首臺(tái)套靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）正式投運(yùn)。這一成果標(biāo)志著新能源電站實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的“被動(dòng)跟網(wǎng)”向“主動(dòng)構(gòu)網(wǎng)”的重要跨越，意味著我國在提升新能源接入電網(wǎng)的主動(dòng)支撐能力上取得關(guān)鍵技術(shù)突破。
該設(shè)備應(yīng)用于云南省瀾滄江中下游流域小灣水新一體化基地鳳慶片區(qū)順寧匯集站，它采用雙星型拓?fù)浼軜?gòu)與高密度功率型儲(chǔ)能元件，依托先進(jìn)的構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)，能夠有效提升區(qū)域大規(guī)模新能源匯集多場站短路比和涉網(wǎng)性能。該設(shè)備通過增加系統(tǒng)慣量，抑制寬頻振蕩，具備快速無功支撐和慣量有功支撐能力，有效提升電壓和頻率穩(wěn)定性。
項(xiàng)目是構(gòu)建適應(yīng)高比例新能源接入的新型電力系統(tǒng)的一次重要探索，它為破解遠(yuǎn)距離新能源安全高效送出難題提供了創(chuàng)新解決方案。
隨著構(gòu)網(wǎng)型SSC技術(shù)受到市場驗(yàn)證，更多的企業(yè)也投入到該技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)。
2025年1月，普蘭納米（PLANNANO）推出靜止同步調(diào)相機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品基于普蘭納米干法超級(jí)電容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，由啟動(dòng)裝置、功率模塊、干法超級(jí)電容模組、冷卻系統(tǒng)、交流及直流側(cè)電壓電流測量元件及控制保護(hù)系統(tǒng)等組成。
該產(chǎn)品成套裝置每相換流鏈采取鏈?zhǔn)紿橋型接線型式，直流側(cè)加入高密度功率型電容器儲(chǔ)能元件，結(jié)合先進(jìn)的構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)3倍電流輸出，具備短時(shí)過載能力、短時(shí)能量儲(chǔ)備、阻尼控制功能、慣量支撐功能、高低電壓穿越功能。
2025年6月，新風(fēng)光在上海展出其明星產(chǎn)品靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC），產(chǎn)品具備高可靠性，短路故障期間輸出3-5倍可控短路電流，精準(zhǔn)支撐電網(wǎng)故障恢復(fù)，同時(shí)，具備慣量支撐、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、寬頻震蕩抑制等優(yōu)勢。
另外，四方股份在2025年上半年財(cái)報(bào)中指出，其新業(yè)務(wù)培育開始貢獻(xiàn)增量，在電力電子業(yè)務(wù)方面，面向新型電力系統(tǒng)的構(gòu)網(wǎng)型裝備持續(xù)突破，規(guī)?；l(fā)展成效顯著，包括儲(chǔ)能PCS及系統(tǒng)、SVG、靜止同步調(diào)相機(jī)等。
筆者認(rèn)為，構(gòu)網(wǎng)技術(shù)與靜止同步調(diào)相機(jī)（SSC）的深度結(jié)合，是新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制領(lǐng)域的重要技術(shù)創(chuàng)新，精準(zhǔn)契合了電網(wǎng)對(duì)有功-無功協(xié)同、慣量-電壓-頻率多能支撐的核心需求。
二者通過優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)同聯(lián)動(dòng)，破解了高比例新能源并網(wǎng)的穩(wěn)定難題，未來或?qū)⒃谛履茉磮稣?、電網(wǎng)樞紐站點(diǎn)加速應(yīng)用。
