构网型储能变流器

构网型储能变流器（Power Control System for Grid-Forming Energy Storage，简称GF-PCS）是一种能够构建并维持输出电压和频率，以电压源特性运行，主动提供电网支撑的储能变流器。

一、定义与分类

定义：构网型储能变流器是储能系统中的重要组成部分，它通过控制储能电池组的充放电过程，实现电能的双向转换，并在电网中扮演稳定电压和频率的角色。

分类：根据交流输出电压等级，构网型储能变流器可分为高压构网型储能变流器（交流端口电压在6kV至35kV）和低压构网型储能变流器（交流端口电压在1000V及以下）。

二、工作原理

构网型储能变流器的工作原理基于一个可控制的交流/直流侧四象限运行的变流装置。它能够通过微网监控指令进行恒功率或恒流控制，实现电池的充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出。在电网故障或特定工况下，构网型储能变流器能够主动提供电压和频率支撑，维持电网的稳定运行。

三、产品特点

自主构建微电网主电源；

支持多台构网型储能变流器并联运行；

支持与柴油发电机并列运行；

并离网切换平滑、无冲击；

多种类型负载自适应，支持100%三相不平衡带载；

支持“交-直流”混合构网功能，可适用“光储直柔”场景。

四、应用场景

1、独立微电网系统：

在偏远地区或岛屿等无法稳定接入大电网的地方，构网型储能变流器可以构建独立的微电网系统。它能够在脱网运行时，作为主电源提供稳定的电压和频率，确保当地负载的可靠供电。

2、新能源发电基地：

在风电场、光伏电站等新能源发电基地中，由于新能源发电具有间歇性和波动性，构网型储能变流器可以通过调节储能系统的充放电过程，平抑新能源发电的波动，提高新能源发电的可调度性和并网稳定性。

3、黑启动与应急电源：

在电网故障导致大面积停电的情况下，构网型储能变流器可以作为黑启动电源，快速建立稳定的交流电压，为其他无自启动能力的发电单元提供初始电能，逐步恢复电网供电。此外，它还可以作为应急电源，在紧急情况下为关键负载提供不间断供电。

4、电网辅助服务：

构网型储能变流器能够提供调频、调峰、无功补偿等电网辅助服务。通过快速响应电网的频率和电压波动，它能够稳定电网运行，提高电网的可靠性和经济性。

5、分布式能源系统：

在分布式能源系统中，构网型储能变流器可以与分布式发电单元（如屋顶光伏、小型风电等）协同工作，优化能源配置和调度。它可以根据实时电价、电网负荷等因素，智能控制储能系统的充放电过程，实现能源的最大化利用和成本的最小化。

6、储能电站：

在大型储能电站中，构网型储能变流器是核心设备之一。它能够根据电网调度指令或自身控制策略，灵活调节储能系统的充放电功率和容量，为电网提供稳定的储能支持。此外，在电网故障时，它还可以作为备用电源，为电网提供紧急支援。

7、综合能源系统：

在综合能源系统中，构网型储能变流器可以与其他能源转换和存储设备（如燃气轮机、燃料电池等）协同工作，实现多种能源的互补和优化利用。通过智能调度和控制策略，它能够提高整个能源系统的效率和可靠性。

五、技术发展与趋势

近年来，构网型储能变流器在控制算法、硬件设计等方面取得了显著进展。随着新能源发电比例的不断提高和电网对稳定性的要求日益增加，构网型储能变流器将成为未来储能技术发展的重要方向之一。未来，构网型储能变流器将更加注重提升过载能力、扩大装置容量、优化控制策略等方面的发展，以更好地适应新能源电网的需求。