初心如磐奋楫笃行!南瑞继保缪楠林：持续引领构网技术，实现全场景规模化应用
发布日期：2024/7/27
近日，由中国电池工业协会储能分会、时代储能网承办的2024中国国际新型储能发展峰会（INES2024）在深圳圆满召开，邀请到南瑞继保储能行业总监缪楠林在构网型储能电站主题论坛发表演讲。
“南瑞继保在国内率先提出的构网储能成为国际权威技术组织认可的技术发展。目前南瑞继保的构网技术已经进入到批量化的状态，从发展阶段来看，南瑞继保至少领先于整个行业3-4年时间”，缪楠林说到。以下为演讲速记稿全文：
高比例新能源的电力系统衍生出系统变弱的趋势，新型电力系统和传统电力系统的区别主要在于传统同步电源占比越来越小，新能源发电可调可控性能的欠缺以及随机性。在调节原则上，传统电力系统是源随荷动，对于新型电力系统来说，要做到源网荷储的互动，以及全方位的调节灵活性的提升。
针对这些问题，南瑞继保作为在电力控制领域的龙头企业，很早就有了自己的一些思考。主要考虑两个问题：
第一，如何解决电源稳定性的问题，我们研究以储能为基础的电网支撑型控制技术，构建了一个理想的同步电源，来支撑高比例、大规模新电源电力系统稳定运行。我们参考了IEEE的典型系统，搭建了7机12节点的新能源动模系统，这个系统包含了储能、常规同步发电机在内多机物理动模系统，开展了交流电网、储能、光伏、柔直、风电和负荷模拟，完成了具备“理想”同步电源特性的储能电源的测试试验，并参照国内外文献，南瑞继保把这个技术最终定名为“构网型”技术。
构网型储能的某些性能和同步电机相比更优。近来，业内许多企业宣传具备构网技术，但都关注的是无功支撑，南瑞继保不仅能做无功支撑，在有功的瞬时分担方面，以及对于频率的支撑方面也可以做到非常好的表现，是真正的构网能力。
第二，构网技术不仅解决电源稳定性的问题，更可以解决电网稳定性的问题。我们基于多时间尺度的协调控制技术，包含电量优化调度、有功功率控制、无功电压协调控制，以及网级黑启动技术，再通过两个目标控制系统：1.快速协调和紧急控制一体化系统，主要是应对暂态的故障；2.对于稳态的场景，我们进行源网荷储一体化的调度控制系统。基于这两个系统形成完整的控制系统，来解决新能源电力系统稳定性的问题。也就是说在“三道防线”的框架下，通过发展构网控制技术和多时间尺度、多目标控制之间的协调，来提升“三道防线”的适应性，同时达到增加系统基本强度和优化解决电力电量平衡问题的多重目标。
产品和应用也是基于上述的理念和方法，早再2018年我们就开展了构网技术和产品的研发工作。
南瑞继保的构网装备可以实现支撑电压稳定，同时还能实现频率稳定，提升整个系统惯量，实现有功损失的分担，提升新能源短路比和降低宽频振荡的风险。在成功研制和应用构网储能的基础上，为了解决暂态电压稳定和支撑问题，我们又将构网技术拓展应用到了静止同步调相机和构网SVG上面去，我们发展了全系列的构网技术的设备载体。
一是构网储能。我们分为高压级联型的构网储能系统，目前已经在青海地区实施4个项目，容量加起来达到了1GWh以上的规模，高压级联型构网储能系统与主网电气距离近，暂态过程中电压支撑的效果是更好的。同时我们也提供低压并联型的储能系统，灵活、便捷，成本也相对更低一点，在全国已近有40多个项目。
二是构网型SVG，我们在传统SVG的基础上，通过提高器件的过载能力、增大电量储存能力，同时采用构网的控制策略。6月29日由南瑞继保供货的世界最大容量构网型SVG完成全部试验项目，在成都已经成功投运。
三是静止同步调相机，采用超级电容作为能量储存介质的构网型装备，在性能、投资、运维等方面优于传统调相机，在取代传统调相机方面取得了非常好的效果和进展，已在吉林投运。
同时我们还有构网型柔直产品，在常规柔直的基础上，采用构网控制实现对交流系统的支撑。
刚才讲的是构网技术，南瑞继保对构网技术的应用场景和配套技术、设备也进行了深入的研究和工程化应用。“源网荷储”控制系统，通过采用“三层两网”控制架构，包含构网控制、协调稳定控制和能量优化调度三层控制，同时建立了快速控制和调度监控两张网络，以实现构网储能的最佳应用效果。
南瑞继保构网技术的发展也不是一蹴而就的，进行了大量的研究、应用、迭代。在2018年我们就率先提出了构网理念，2020年在工程应用中验证了过载能力指标，大家讲过载3倍10秒是怎么来的，就是我们在理论和实践的基础上结合继电保护适应性等方面的考量提出的3倍过载概念。2021年构网储能全套产品通过中国电机工程学会组织的专家鉴定，2022年开始构网储能的规模化应用和完成其他全系列的构网装备的研制。从2022年下半年开始，实现了全场景的应用，包括弱联网型额济纳“源网荷储”新型电力系统，这是国内首个真正意义的“源网荷储”系统；新疆阿克陶构网型项目，也就是刚才惠总讲的，新能源富集区弱电网的适应性；西藏阿里拉果“零碳提锂”孤网型项目等。对于强电网，我们在湖北高桥验证了构网储能在强电网下的适应性，特别是对于强弱电网变换这一块的问题，都得到了很好的答案。
从去年下半年开始南瑞继保的构网型储能就进入了全面应用的阶段，在西藏地区批量化实施低压并联型构网储能，青海的高压直挂型，以及全球最大的沙特500兆瓦的构网项目。同时在国际影响力方面，南瑞继保詹长江博士发起并成为了国际大电网委员会（CIGRE）构网型储能工作组的召集人，我想也标志着由南瑞继保在国内率先提出的构网储能成为国际权威技术组织认可的技术发展。目前南瑞继保的构网技术已经进入到批量化的状态，从发展阶段来看，南瑞继保至少领先于整个行业3-4年时间。
下面介绍一些案例：
内蒙古额济纳“源网荷储”构网型储能电站
这是最经典的就是额济纳案例，它是位于内蒙古电网的末端，通过单回线路440km 220千伏线路和主网连接，供电范围超过江苏省的面积有11.46万平方公里，在这么大的面积里，额济纳电网没有同步电源，有30兆瓦的风电，80兆瓦的光伏，区域最大负荷70兆瓦，我们给它配置了25兆瓦的构网型储能系统，以及协调控制、稳定控制和能量管理系统等全套控制装备。
在2023年5月26日，实现了国内首次地区电网完全离网情况下，跨越三个电压等级，广域大电网环境100%新能源黑启动。2023年6月29日，实现了世界首次广域大网架新能源电力系统全域离网49小时运行，其中100%新能源和100%电力电子的“双百”模式持续运行时间长达22小时。之所以没有实现全部49小时，是因为电池容量配置不够，目前项目也在改造升级，改造之后可以实现整个新能源100%长期的离网运行。去年10月份，进行了离网状态下10kV三相以及110kV单相短路试验，故障过程中储能维持电压源特性，构网储能和跟网光伏构成的整个系统成功实现故障穿越。
西藏拉果措”零碳提锂“项目全貌
西藏拉果措项目位于阿里地区，属于无人区大电网还没有拉过去，我们实现了依靠构网储能1:1容量空充变压器、电压频率百毫秒级的快速恢复、构网储能宽域荷电状态应用优化、系统一键快速启停和智能调度运维等技术突破，有效提升了孤网系统的供电质量和运行经济性，这套系统可以实现全年光储系统长期稳定的运行，目前已经进入商业运行。
西藏索县项目是西藏首套建设运行的构网型储能系统，并进行了藏区首次人工短路试验。
静止调相机案例，这是吉林华能八面的项目，是世界首套采用构网技术的静止同步调相机SSC。
新疆华电构网型SVG今年2月份投运，并且完成了现场的短路试验，是国内首套构网型SVG。
成都电网构网型SVG项目，世界最大容量构网型SVG项目，6月29日在完成包含接地短路试验等全部试验项目候已经成功投运。
在构网柔直方面，张北柔性直流电网构网改造是在去年7月份投入运行。
总结与展望：构网型储能具备“理想”同步电压源特性，可以发挥传统发电机作用，实现同步运行、瞬时响应有功无功变化、惯量支撑，以及调频调压等功能。我看到在很多场合有说支撑作用有5毫秒的响应时间，这也可以说是鉴别是否构网的重要方面，构网支撑作用是瞬时的无延时的，这是我们构网技术的优势。主要的应用场景我不一一赘述了。
构网技术是南瑞继保最早应用在储能行业，这个名字的由来是我们从研究电力系统角度出发，提出为新型电力系统打造理想电源的理念，深入研究电网支撑型控制技术，通过物理动模系统全面验证、再结合国内外行业动态最终定名为“构网型”。目前已成功打造涵盖构网储能系统、静止同步调相机、构网SVG以及构网柔直装置在内的多元构网装备体系，并已在各种复杂应用场景中得到成功验证，表现出显著的技术和经济优势，是一种成熟的技术和装备，具备深度开发和广泛推广应用的价值。
来源：时代储能网
