近日，中国电力企业联合会发布了电化学储能行业创新与应用典型案例，旨在进一步推动行业安全、高质量发展，总结、交流并推广成功经验与有益做法，发挥典型引领作用。以下为第十七个典型案例——“构网型储能主动支撑技术研究与示范应用”。相关案例集还将在2026年3月25日—27日举办的“第四届中国储能大会”上发布，敬请关注。

构网型储能主动支撑技术研究与示范应用

华润新能源投资有限公司新疆分公司

华润电力技术研究院有限公司

一、典型案例简介

在“双碳”目标指引下，我国能源结构正经历深刻变革。国家发展改革委、能源局联合发布的《"十四五"现代能源体系规划》明确指出，要加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统。截至2023年底，我国新能源装机突破10亿kW，占全国发电总装机的36%，但新能源固有的波动性、随机性特征导致电网平衡矛盾突出，新能源的弱支撑性导致系统惯量支撑能力持续下降，电网安全稳定运行面临严峻挑战。

华润电力积极响应国家战略部署，在“三北”等新能源资源富集区域，加大力度策划与获取风光基地项目，积极开展源网荷储一体化和多能互补项目试点示范；在广东、福建、浙江等沿海地区着力打造海上风电集群示范；在中东部、南部地区统筹推进分布式光伏和分散式风电开发。在这些场景中，都面临着如何提升电网支撑能力的行业共性难题，经过审慎研究，华润电力认为构网型储能技术符合源网协同发展要求，有助于提升新能源场站友好并网性能，是进一步提升电力系统新能源渗透率的有效路径。华润电力确定以构网型储能技术作为攻关突破口，依托自身发电业务规模及场景优势，联手国内头部科研企业开展技术攻关。

2023年7月10日，新疆维吾尔自治区发展改革委出台了《关于组织上报2023年独立新型储能建设方案的通知》，鼓励积极探索建设构网型储能，并提出《构网型新型储能并网技术要求》。华润三塘湖1000MW风电配套250MW/1000MWh储能项目位于新疆哈密电网区域，风力发电单元机端短路比为1.96，35kV汇集母线短路比约为2.7，短路容量偏低；同时处于特高压直流外送近区，存在暂态过电压快速平抑的需求，是构网型储能典型应用场景。

在项目筹备阶段，我们联合华为数字能源、中国电科院、青海电科院等单位，在华润青海共和光伏电站完成了全球首次子阵级构网型光储系统并网性能测试，证明了构网型新能源发电系统与传统跟网型新能源发电系统相比，在加强电网安全运行特性和实现高比例可再生能源上网方面可以发挥关键作用。

在此基础上，由多部门专业技术骨干成立攻关项目组，与项目现场、设备厂家和电网管理部门进行详细技术交流，召开了8次技术研讨会，邀请内外部专家进行评审，完成华润电力重大项目“构网型储能主动支撑技术研究与示范应用”立项，确定了采用“DC/DC+DC/AC双级架构储能装备构网控制”的技术路线，打造构网型储能科研示范基地，研究并实证构网型储能对于弱电网的主动支撑特性，攻关弱电网高比例新能源接入与稳定运行难题。

二、解决方案

项目采用智能组串式构网型储能技术路线，将直流电池侧智能组串式拓扑与构网控制技术有机融合，实现对电网主动支撑功能。

1.采用智能组串式拓扑结构

基于组串式拓扑和能量优化器，配置硬件控制器实现对电池包和电池簇的精细控制管理，将能量管理精细化到电池模组级，最大化程度减小模组串联失配影响；通过额外配置DC/DC电池簇控制器，在充放电过程中均衡电池簇容量，最大程度消除电池簇间并联失配，解决电芯“木桶效应”问题，从根源上杜绝了簇间环流的产生，提升整个储能系统的可用容量，实现单簇能量管理。

基于将数字信息技术与光伏、储能技术进行跨场景融合的设计思路，将AI、云BMS等先进ICT技术应用于内短路检测，精准定位、实时识别故障，及时预警电池火灾隐患；利用AI技术搭建电池SoX参数预测模型，提前预测电池健康度，降低初始电池超配；应用电池寿命、电池行为、环境预测等多模型联动智能温控策略，在电池衰减量与温控能耗间找到最优平衡点，实时保证度电成本最优，实现储能系统全生命周期内更高放电、更优投资、极简运维、安全可靠的全方位价值提升。

2.变流器采用虚拟同步发电机控制技术

通过模拟同步发电机机械和电磁部分，使变流器具备了同步发电机的惯性阻尼特征和电网支撑能力。VSG控制的基本方式是模拟同步发电机摇摆方程，主要考虑机电暂态过程，对交流侧电压、电流和功率检测的依赖性较强。VSG的有功—频率控制模拟了同步发电机的转子运动和一次调频过程，用于表征有功—频率下垂特性。VSG的无功—电压控制模拟了同步发电机的励磁调节过程，用于表征无功—电压下垂特性。传统同步发电机通过改变励磁电流来改变感应电动势幅值，VSG则根据检测无功功率偏差和电压偏差来调节输出电压。此外，在积分控制器之前加入一阶惯性环节，以模拟同步发电机磁通量引起的时延。变流器采用DC/DC+DC/AC双级架构，与虚拟同步发电机控制技术进行联合设计，储能系统运行过程中电池电压与电网电压解耦，保证了高电压穿越等极端工况下的电网支撑能力。

3.构网型储能并网点电流在110%额定电流下应能长期持续运行

在120%额定电流下，持续运行时间应不少于2min；在150%额定电流下，持续运行时间应不少于1min；支持300%额定电流不小于10秒短时过载能力。本案例通过功率半导体芯片特征晶圆优化技术，提升整机过流能力；结合系统方案2.4倍PCS超配设计，实现构网储能系统3倍10s无功电流过载能力，相较于同步发电机性能更优，具备更强的电网支撑能力。系统设计全面进行电气一次系统的优化设计及部件选型论证，确保从系统及场站角度满足构网型储能工况要求；项目现场测试实证表明，所有部件均满足储能系统3倍额定电流10s过载的技术要求。

4. 采用“4级主动安全保护＋2级被动安全保护”

主动识别并预警电池包级、簇级安全风险，实现储能系统全面的电气安全防护。熔丝和断路器构成2级被动保护；软件限流保护作为1级主动保护；DC—DC过流保护保护智能电池簇控制器设备本身，不让DCDC模块被损坏或者烧掉，实现2级主动保护；优化器过流保护通过电池包优化器硬件保护实现3级主动保护；母线短路保护，通过加入防反模块，不管充电还是放电，不会影响到直流侧，形成4级主动保护。同时，通过DC/DC+DC/AC双级架构，有效解决电池放电末端电网高电压反灌导致的电池短路失效风险。

三、关键点与创新点

项目遵循理论研究服务工程应用的核心原则，设置仿真分析、测试试验、电池能效管理和技术经济性比选的完善研究体系，全面深入地研究构网型储能技术的电网支撑特性和技术经济性，助力构网型储能技术标准制定与推广。

1.多尺度电网仿真验证，论证构网型储能技术优势

通过对设备单机、构网型储能系统、新能源场站以及新疆大电网系统进行ADPASS软件仿真分析，论证构网型储能在增加电网强度、提高新能源接入容量方面的技术优势。仿真结果表明项目构网型储能系统可以稳定运行，且具备主动支撑能力，为构网型储能推广应用提供依据。

2.三级验证体系突破技术难点，引领入网测试标准建设

通过构建“设备-场站-系统”三级验证体系，重点突破三大技术难点：①构网型储能系统主动支撑特性；②弱电网暂态工况下稳定运行能力；③全站设备故障穿越性能。完成“全球首个百兆瓦时级组串式构网型储能电站涉网性能测试”，开展了相角跳变、频率跳变、低频振荡阻尼抑制等构网特性全场景覆盖测试，实证了大规模构网型储能系统功能特性，为明确构网型储能电站入网测试的项目和技术规范提供数据依据，推动了构网型储能电站入网测试技术标准建设。完成华润三塘湖100MWh构网型储能示范工程35kV人工三相短路试验，验证了构网型储能系统的主动支撑特性，考核了全站设备的故障穿越能力。

3.能效寿命对比分析，支撑储能技术路线优选

利用对比试验手段，结合数据建模，以详细数值化分析方法，给出组串式与集中式中电池能效和寿命的对比结果，并长期观测和分析构网型储能技术路线对电池能效和寿命的影响，为行业企业储能项目技术路线选择提供参考依据。

4.多维度技术经济性比选，赋能投资决策与成本优化

通过包含前期建设成本、运行维护成本、运营盈利能力等多维度的构网型储能与分布式调相机的技术经济性对比研究，为新能源项目投资开发与技术改造的技术路线选取提供支撑依据；规范化储能投资运营、优化控股新能源发电成本，为国家能源局、行业企业提供参考。

四、实际成效

为落实国家“双碳”目标，华润电力针对新能源高比例接入引发的电网稳定性难题，依托国家能源局《“十四五”能源领域科技创新规划》重点任务，以构网型储能技术作为攻关突破口，在新疆哈密三塘湖风电基地开展百兆瓦时级构网型储能示范工程。

项目采用"智能组串式构网型储能"技术路线，通过构建"设备—场站—系统"三级验证体系，攻关弱电网环境下高比例新能源并网技术难题。

项目历时14个月，克服极寒沙尘等恶劣环境，完成基础建设、系统调试、实证测试以及正式投运。先后完成“全球首次百兆瓦时级构网型储能电站性能测试”和人工短路试验，于2024年12月31日正式转构网模式挂网运行，标志着华润电力构网型储能示范工程圆满完成，为推动构网型储能规模化应用奠定了坚实的基础。

示范工程的成功建设，引领着构网型储能技术的创新突破，项目成果获得行业层面和国家层面的高度认可，获得了中国电机工程学会"国际领先水平"技术鉴定，并入选国家能源局第四批能源领域首台（套）重大技术装备名录。

该案例的成功实施，标志着我国在构网型储能技术工程化应用领域取得重大突破，为构建新型电力系统提供可复制解决方案，对构建新型电力系统建设、推动新型储能规模化发展具有重要实践意义。

五、经济效益及推广前景

本案例成功研制“100MWh级智能组串式构网型储能系统”，并依托华润电力1000MW风电配储250MW/1000MWh风电项目，将1/10储能容量设计为智能组串式构网型储能系统，打造100MWh级构网型储能示范项目。项目历时24个月，完成基础建设、系统调试、实证测试以及正式投运。

项目团队克服时间紧、任务重、极端严寒天气等挑战，顶风冒雪、只争朝夕奋战在项目现场，仅用时五个月就完成了项目建设，于2024年1月顺利实现全球首个百兆瓦时级组串式构网型储能电站并网。认真开展构网型储能系统静态调试、动态调试、通信联调和运行调试，为现场测试验证工作和长期可靠运行奠定了坚实基础。

2024年5月30日，由中国电科院、新疆电科院、华润电力、华为数字能源组成的试验团队完成了完成“全球首次百兆瓦时级构网型储能电站性能测试”，共计826个测试用例，开展了相角跳变、频率跳变、低频振荡阻尼抑制等构网特性全场景覆盖测试，验证了大规模构网型储能电站功能特性。

人工短路试验是一项实施难度大、风险挑战高的极端电气测试方法，项目团队详细收集分析各类设备技术参数，对主变压器开展了全面检测、评估确认短路电流安全承受范围，先后开展3次评审会议，电网调度部门充分沟通，优化试验方案，降低试验中潜在的风险。于2024年12月1日，成功完成华润三塘湖100MWh构网型储能示范工程35kV人工三相短路试验，验证了构网型储能系统的主动支撑特性，考核了全站设备的故障穿越能力。

2024年12月31日，该工程正式转构网模式挂网运行，标志着华润电力构网型储能示范工程圆满完成，为推动构网型储能规模化应用奠定了坚实的基础。

示范工程的成功建设，引领着构网型储能技术在电力行业应用的创新突破，项目成果获得行业和国家层面高度认可。

2024年7月28日，中国电机工程学会组织召开“适用于高比例新能源多场景的智能组串式构网型储能系统关键技术及应用”项目技术鉴定会，与会专家对于包含本项目在内的构网型储能系统相关实证研究成果给予了高度评价，一致认为项目研究成果整体处于国际领先水平。

2025年1月7日，依托本项目实施的“100MWh智能组串式构网型储能系统”入选国家能源局第四批能源领域首台（套）重大技术装备名录；第二届中国国际供应链促进博览会上，“构网型储能技术及示范”项目代表华润电力清洁能源链成果成功展出，标志着华润电力在提升对新型电力系统的主动支撑能力，推动构网型储能技术发展方面取得了阶段性成果。

接下来将持续推动构网型变流器技术规范、构网型储能工程设计规范等标准的落地，并计划进一步打造吉瓦时级构网型储能示范标杆。

六、团队介绍

项目团队由华润电力新疆新能源公司、华润电力技术研究院有限公司、中国电科院、新疆电科院、华为数字能源组成。试验团队克服时间紧、任务重、极端严寒天气等挑战，于2024年1月顺利实现全球首个百兆瓦时级组串式构网型储能电站并网。2024年5月30人，团队完成了完成“全球首次百兆瓦时级构网型储能电站性能测试”，共计826个测试用例，开展了相角跳变、频率跳变、低频振荡阻尼抑制等构网特性全场景覆盖测试，验证了大规模构网型储能电站功能特性。2025年12月，完成35kV人工短路试验和系统小扰动试验，对构网型储能对电力系统主动支撑特性进行系统级验证。