構網型技術，成為近幾年與新能源相關的各類新聞和展會的一個熱點。風電整機和部件企業紛紛加大研發力度，已有多家企業推出相關產品，并完成了現場測試。那么，當前構網型風電技術的整體發展水平如何？離真正的商業化還有多遠的距離？圍繞這些問題，《風能》與陽光電源股份有限公司風能事業部（下稱“陽光風能”）副總裁吳玉楊展開了對話。

構網型技術，賦能新型電力系統建設

構網型技術受到關注的大背景是，隨著包括風電在內的新能源快速發展，其在電力系統中的占比日益提高，尤其是在國家明確碳達峰碳中和時間表后，這個趨勢進一步提速。

吳玉楊告訴《風能》，長期以來，跟網型風電機組作為發電設備，支撐電網能力有限。在復雜電網下，傳統的風電機組電網適應性壓力很大。然而，隨著電力系統中的新能源占比越來越大，需要新能源發電設備具備較強的電網支撐能力，能夠主動支撐電網的電壓、頻率等穩定。更嚴苛的情況是，風電作為主力電源時，風電機組需要具備構建電網的能力，確保在特殊工況下維持電網的穩定運行。

“構網型技術的價值，體現在風電機組并網場景下，電網出現擾動時，構網型變流器能夠確保維持風電機組穩定運行，起到保險的作用。在一些離網的場景中，風電作為主要的一次電源，構網型變流器需要能夠在各種暫態過程中保證穩定的電源特性。”他進一步解釋道。

這就要求構網型風電機組必須具備提供一定短路電流、暫態主動支撐能力等，構網型設備容量的提升成為顯性要求。構網型風電機組在一定場景下需要能夠根據負荷側的變化，自動調節風電機組輸出的功率，以維持電網電壓和頻率的穩定，也就是“源隨荷動”。同時，在電網出現故障等突發情況下，構網型風電機組需要通過控制策略迅速加以識別，支撐電網快速恢復。

憑借上述特性，構網型風電機組可以廣泛應用于沙戈荒、鄉村分散式、工業園區、能源島等存在弱電網、微電網、離網等場景中。

在構建以新能源為主體的新型電力系統背景下，構網型技術獲得了各方的高度重視。

近些年，國家陸續出臺過多個與構網型技術相關的政策。2023年9月27日印發的《關于組織開展可再生能源發展試點示范的通知》提出，支持構網型風電技術研發與工程示范。2024年7月25日印發的《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》，將“推進構網型技術應用”確定為推進新型電力系統建設的重點行動之一。2024年10月18日印發的《關于大力實施可再生能源替代行動的指導意見》提出，推進構網型新能源、長時間尺度功率預測等新技術應用；在工廠和園區開展綠色直供電試點，推進構網型、孤網運行、自備性質的可再生能源綜合利用工程試點。

有了政策的加持，風電企業加快實施構網型技術研發與示范，一批重要成果相繼問世。在2024北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2024）上，多家風電企業展示了構網型技術和產品。

搶灘登陸，變流器企業積極儲備技術

作為風電機組的核心部件，變流器在電力轉換中扮演著關鍵角色，它也成為研發構網型風電技術的關鍵一環。一些變流器企業較早便開始進行相關技術儲備，其產品已進入現場實測階段。

據吳玉楊介紹，早在2016年，陽光風能就啟動了構網型技術的研發布局，是最早推進這項工作的風電企業之一。

“當時，我們基于對新能源產業及電網發展趨勢的研判，提前做了構網型技術的研究，那時還沒有‘構網’這么響亮的名字，本質就是電壓源輸出，相關研發工作已經持續了近10年。”他表示，“雖然構網型技術尚未實現批量商業化應用，但我們的想法是，未來很多的風電應用場景離不開這項技術，我們必須盡早做好技術儲備，一旦有需要，我們就有能力提供經過充分驗證的成熟技術和產品。”

經過多年積累，近幾年這家企業在構網型技術研發及產品應用方面不斷取得突破，2020—2021年實現構網型變流器現場長期穩定運行、主動慣量支撐等功能，2022年實現構網型變流器并/離網在線切換測試，2023年完成極弱電網下構網故障穿越測試……由此陸續完成了構網型極弱電網支撐、故障穿越、慣量支撐等方面的現場實證，并配合構網型風電機組開展了構網型技術相關標準指標的驗證。

其中，2023年5月，陽光風能配合整機企業在浙江某海上風電場完成了風電機組的孤島運行，這意味著陽光風能的變流器首次在風電機組實現“黑啟動”并帶載運行。測試顯示，“黑啟動”解決方案能夠顯著減少后備電源的初始投資成本，給客戶帶來明顯的經濟效益。此外，在電網電力送達前，利用“黑啟動”方案可以完成風電機組調試工作，實現風電機組或風電場的孤島運行，提升場站調試速率，縮短風電場建設工期。

2023年9月，在河北省張家口市張北縣庫金圖風電場，國內首臺構網型雙饋風電機組通過了現場實測驗證。測試中，陽光電源的構網型變流器表現優異，依托寬范圍阻抗模擬環境，構網型雙饋風電機組在強、弱、極弱等不同強度的電網條件下表現出良好的暫/穩態控制能力，成功完成跟網/構網模式在線切換、電網故障穿越、低頻振蕩抑制、暫態支撐等實證工作。

為提高新能源發電設備并網性能研發及測試的效率，陽光電源推出了支持構網型設備測試的電網模擬電源，實現1~100MVA容量全覆蓋，380V~35kV，50Hz/60Hz電網全適應，可以完成風電、光伏、儲能、SVG、試驗臺等領域的測試，滿足電網適應性、故障穿越、調頻與慣量響應等測試標準要求。

產業協同，加快構網型技術商業化

吳玉楊認為，當前構網型風電技術仍處于應用起步階段，要實現批量商業化，業界仍需在協同創新、完善市場機制、健全標準體系等方面做好細化工作。

研發構網型風電技術，涉及從關鍵部件到整機的軟硬件調整，協同創新便成為必由之路。

“作為關鍵部件，無論是從硬件層面提高設備容量，還是在軟件上調整控制策略，都需要與整機企業密切配合，打通風電機組系統整體功能。”吳玉楊說，“陽光風能積極與各整機企業、電科院及業主等深入交流，收集構網功能的具體要求，將之融入變流產品開發中，開展平臺化、通用性設計，讓我們的產品能夠與設備、電網及負荷端全面適配。”

配置構網功能，提升電網支撐能力，勢必會影響變流器成本。在吳玉楊看來，在當前行業持續降本的形勢下，這部分增加的成本對風電企業和構網型風電技術推廣應用造成了比較大的影響。

“研發創新功能，提升設備性能，都需要持續的研發投入。作為部件企業，構網型變流產品功能的開發、測試、驗證，需要投入大量資源，產品價值的提升帶來了一定程度的成本增加。如何評估構網型風電機組的價值，促使各相關方積極推廣應用，是當前行業需要思考的問題。”他指出。

對此，吳玉楊建議，應建立合理的市場機制，充分體現構網型技術在支撐電網穩定運行方面所產生的價值，并在相關企業間形成合理的成本分攤機制，上下游企業協同推廣。

此外，由于各種應用場景的情況千差萬別，對于構網型風電機組應當具備哪些功能，需要通過開展更深入的理論研究、仿真分析和現場測試來驗證支撐。

“并非所有的場景都需要構網型技術，構網功能也不是越多越好。在某些場景中應用構網型技術，可能會降低效能。”吳玉楊強調，“未來，隨著應用場景日益豐富，對構網型技術的具體要求會更加明晰，細化功能可選，針對各種應用場景中的電網特性進行評估，并通過標準體系將之固定下來。”

目前，陽光風能正在參與構網型技術標準的制定，將自身的研究和實踐積累融入其中，與業界共同明確通用技術規范、技術要求和測試規程，將技術適配至不同的應用場景，以更好地指導構網型風電技術的設計、研發、測試等工作。

“當前所做的理論仿真和現場測試，場景相對是固定的，但在商業化應用后就不會如此理想化了，可能會出現各種無法預知的情況，構網型風電機組的運行價值如何，仍有待接受實踐的檢驗。”吳玉楊向《風能》表示，“陽光風能愿與業界同仁分享我們的經驗，與產業鏈上下游一道推動構網型風電技術走向成熟，為構建以新能源為主體的新型電力系統作出貢獻。”

來源：《風能》雜志，文：夏云峰