能源电力是经济社会发展的基石,是工业的粮食,是实现新型工业化的动力源泉。这两年,一个新概念在电力圈大火,并在西藏等省份试点,成就多个全球、全国首套相关电网项目,也成为各大科技板块前沿领域的“热词”——“构网型技术”。
究竟“构”成怎样一张“网”?在国内含江苏等多省区新能源装机超越煤电,成为第一大电源的背景下,该技术何以助力新能源发电保供更稳、更强?又如何成为国家以高水平安全保障的“新型电力系统”的关键?
12月7日,“紫金论电”专题论坛——“构网型技术与新型电力系统”技术论坛在南瑞集团(国网电科院)召开,国内顶尖专家学者热议交流、现场“作答”。
为新型电力系统的稳定安全护航
2023年7月6日,习近平总书记来到南瑞集团考察调研。习近平总书记指出,能源保障和安全事关国计民生,是须臾不可忽视的“国之大者”。
党的二十届三中全会提出要“加快规划建设新型能源体系”。国家发布的《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》进一步指明要推进构网型技术应用,为新型电力系统建设提供安全稳定保障。

此次由国网电力科学研究院主办、电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室承办的这一论坛,由中国工程院院士舒印彪担任主席,国家电力调度控制中心、国网电科院、华为数字能源、武汉大学、西安交大等相关领域专家汇聚金陵,讨论构网型技术的最新进展及其在新型电力系统建设中的应用,探讨在科学研究和工程应用中存在的科学问题,研判该领域的新技术、新模式、新业态,支撑构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统。
综合与会专家的介绍,上来先介绍一下构网型技术。
它又称构网型控制(Grid-forming Control),最早出自1997年德国太阳能供电技术研究所发布的一份研究报告,2021年12月,北美电力可靠性委员会发布的白皮书中为构网型技术给出了指导性的定义。
借助专家学者们的进一步“翻译”:构网型技术,即将采用电力电子技术的设备如储能、静止无功发生器(SVG)风机、光伏等,“伪装”成能够主动响应、支撑,并增强电网惯量、频率、电压、短路电流,且具有一定维持能力的对电网更加友好的独立电源,根据电网需要输出电压与频率,让它也像传统同步发电机一样“稳”。
院士大咖聚焦如何“构”
“构网型技术在新能源场站、局部电网,虽已获得成功示范,但尚未实现规模化应用。” 舒印彪院士致辞中给出指导性针对性意见,提出要加强技术攻关、重视示范应用、发挥标准引领作用、完善配套机制等四点意见,为促进构网型技术的发展指明方向。

“构网型技术仍处于规模化发展早期,需要行业达成共识,助力构建‘同步机+构网型设备’双稳定支撑模式。”南瑞集团(国网电科院)董事长、党委书记山社武表示,南瑞集团作为新型电力系统建设的排头兵,要发挥科研产业融合发展的独特优势,在构网型技术产品方面持续深耕。近年来,先后承担了首个虚拟同步机国家863计划、首个构网型技术国家重点研发计划等重大项目;聚焦构网型设备特性认知研究、技术标准顶层设计、技术攻关及装备研制、多场景应用示范等方面,率先研制出构网型新能源、构网型储能、电网侧带超容构网型SVG等一批高端装备,在天津中新生态城、张北风光储输基地、内蒙古额济纳、西藏拉萨等地广泛应用,为主干电网强支撑、末端电网稳供电、“高海边无”保供电、清洁能源友好并网等作出积极贡献。
多个省份已试点应用
“构网型设备已在国家电网多个省份陆续试点应用,有力支撑了有关省级电网的电力保供。” 国家电网有限公司国家电力调度控制中心副主任张振宇介绍,2023年初开始,构网型设备已在西藏、四川、新疆、青海、吉林等地成功试点。

记者从国家电网进一步获悉,就在11月30日,电网侧带超容构网型静止无功发生器(SVG)项目,在西藏阿里110千伏加木变电站建成投运后,实现在西藏电网整体建成投运。从而助有西藏电网“肾上腺素”之称的该项目成为世界首套。
南瑞集团(国网电科院)研究院(全重实验室)副院长王伟提出,“近年来,构网型技术呈现高速发展态势,成为构建新型电力系统的关键路径和可行方向”。
在丹麦技术科学院院士、丹麦奥尔堡大学教授陈哲看来,“一种全新的、由电力电子设备主导的电力系统正在形成,基于化石燃料的同步发电机,正逐步被以电力电子为基础的可再生能源发电系统所取代。这些技术改变了电力系统的特性,并对电网的控制与稳定性提出了重大挑战”。
陈哲表示,构网型变流器(Grid Forming Converters, GFMs)作为一种解决方案应运而生,它能够模拟同步机器的行为,同时提供更灵活的可控性。
“随着可再生新能源的大规模应用,能源系统日趋绿色低碳。”华为数字能源首席科学家刘云峰在论坛演讲时提出,由于新能源具有波动性和间歇性的特征,当前的电力系统,在大规模接入新能源后,面临着安全稳定的技术挑战。因此,业界引入构网控制等先进技术,支持未来含“高比例新能源”的电力系统稳定运行。
此次论坛上,《南瑞构网型技术白皮书2024》发布。值得关注的是,白皮书中提及“南瑞集团构网型柔直技术”。
据白皮书阐述, 作为一种先进的电力传输解决方案,通过构网控制技术,实现对交流系统的支撑,适用于新能源并网、海上风电直流送出、孤岛供电等多种场景。相比于传统策略,构网控制针对“高比例新能源电网”的系统特点,优化提升,模拟电压源特性,在设备过载能力范围内为系统提供稳定的电压支撑。
目前,相关技术成果已在国内新疆、成都、内蒙古、青海等多地成功落地。
新华日报·交汇点记者 倪敏
受访者供图