電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道，構(gòu)網(wǎng)型變流器（Grid-Forming Converter）是一種能夠主動(dòng)構(gòu)建電網(wǎng)電壓和頻率的電力電子設(shè)備，通過(guò)模擬同步發(fā)電機(jī)的慣量響應(yīng)和阻尼特性，為電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)支撐。

構(gòu)網(wǎng)型變流器的核心價(jià)值在于重構(gòu)電網(wǎng)的底層控制邏輯。傳統(tǒng)跟網(wǎng)型變流器被動(dòng)跟隨電網(wǎng)指令運(yùn)行，而構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)通過(guò)內(nèi)置的虛擬同步機(jī)算法，使儲(chǔ)能設(shè)備主動(dòng)參與電網(wǎng)頻率和電壓調(diào)節(jié)。

例如，在西藏措勤微電網(wǎng)項(xiàng)目中，華為數(shù)字能源的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)毫秒級(jí)響應(yīng)能力，成功應(yīng)對(duì)了高海拔地區(qū)的極端天氣導(dǎo)致的電網(wǎng)波動(dòng)，驗(yàn)證了其在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。這種技術(shù)突破使得新能源場(chǎng)站從“被動(dòng)適應(yīng)”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)支撐”，為構(gòu)建高比例可再生能源電網(wǎng)提供了底層支撐。

市場(chǎng)需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)推動(dòng)著技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。2023年中國(guó)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目招標(biāo)量突破2.28GW，2024年一季度新增招標(biāo)超1GW，主要集中在西北弱電網(wǎng)區(qū)域。

這一增長(zhǎng)背后是政策驅(qū)動(dòng)與技術(shù)成熟的雙重作用，國(guó)家《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案》明確要求推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用，而華為、陽(yáng)光電源等企業(yè)推出的全場(chǎng)景構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)，將系統(tǒng)效率提升至95%以上，成本下降幅度超過(guò)30%。市場(chǎng)規(guī)模的快速擴(kuò)張吸引了更多參與者，從傳統(tǒng)電力設(shè)備商到新興儲(chǔ)能企業(yè)，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)已成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的“新賽道”。

與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)路徑上呈現(xiàn)出差異化創(chuàng)新。南瑞繼保通過(guò)構(gòu)網(wǎng)型靜止調(diào)相機(jī)項(xiàng)目，在西藏電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)電壓支撐與短路電流增強(qiáng)的雙重突破；盛弘股份則聚焦模塊化儲(chǔ)能系統(tǒng)，其PWS1-215M-H變流器支持300Ah以上大容量電芯，通過(guò)多分支拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)降低系統(tǒng)復(fù)雜度。

更具突破性的是瑞源電氣對(duì)全功率風(fēng)電變流器的改造，在廣東清遠(yuǎn)風(fēng)電場(chǎng)中，其構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)成功通過(guò)了故障穿越、黑啟動(dòng)等嚴(yán)苛測(cè)試，為高滲透率新能源場(chǎng)景下的電網(wǎng)穩(wěn)定提供了新范式。這些案例表明，中國(guó)企業(yè)正從單一設(shè)備創(chuàng)新向系統(tǒng)級(jí)解決方案躍升。

技術(shù)突破的核心在于算法優(yōu)化與硬件重構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)新。在控制算法層面，多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)控制技術(shù)結(jié)合了虛擬同步機(jī)（VSG）與模型預(yù)測(cè)控制（MPC），實(shí)現(xiàn)秒級(jí)慣量響應(yīng)與分鐘級(jí)功率調(diào)節(jié)的平衡。

例如華為開(kāi)發(fā)的數(shù)字孿生平臺(tái)通過(guò)虛擬調(diào)試系統(tǒng)，可提前預(yù)測(cè)電網(wǎng)擾動(dòng)并優(yōu)化參數(shù)配置，將調(diào)試周期縮短60%。硬件方面，模塊化多電平架構(gòu)（MMC）的應(yīng)用使變流器容量突破3.4MW，同時(shí)支持高壓直流直掛，降低了系統(tǒng)轉(zhuǎn)換損耗。這種軟硬協(xié)同創(chuàng)新模式，正在突破傳統(tǒng)電力電子設(shè)備的性能邊界。

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍面臨成本與標(biāo)準(zhǔn)的雙重挑戰(zhàn)。當(dāng)前構(gòu)網(wǎng)型變流器的成本比傳統(tǒng)設(shè)備高出20%-30%，主要源于高性能IGBT模塊和復(fù)雜控制算法的開(kāi)發(fā)投入。

為此，陽(yáng)光電源通過(guò)碳化硅器件應(yīng)用將變流器體積縮小20%，功率密度提升35%，為規(guī)模化應(yīng)用提供了經(jīng)濟(jì)性支撐。標(biāo)準(zhǔn)體系的不完善同樣制約發(fā)展，不同廠商設(shè)備的通信協(xié)議與控制邏輯差異，導(dǎo)致多機(jī)并聯(lián)時(shí)易出現(xiàn)環(huán)流問(wèn)題。行業(yè)正在推動(dòng)《構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)規(guī)范》的制定，預(yù)計(jì)2025年完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，這將為市場(chǎng)爆發(fā)奠定基礎(chǔ)。

從技術(shù)驗(yàn)證到商業(yè)落地，構(gòu)網(wǎng)型變流器正在開(kāi)啟能源革命的加速度。新疆哈密的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合電站通過(guò)構(gòu)網(wǎng)型控制，將新能源場(chǎng)站故障穿越時(shí)間從秒級(jí)縮短至毫秒級(jí)；江蘇如東海上風(fēng)電柔直工程中，構(gòu)網(wǎng)型SVG實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐與諧波抑制的協(xié)同優(yōu)化。

這些實(shí)踐驗(yàn)證了構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)在提升電網(wǎng)強(qiáng)度、降低棄風(fēng)棄光率方面的顯著效益。隨著《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》的推進(jìn)，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)有望在2025年后進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用階段，預(yù)計(jì)到2030年將形成千億級(jí)市場(chǎng)空間。

小結(jié)

在這場(chǎng)電力系統(tǒng)的技術(shù)革命中，中國(guó)企業(yè)正從跟隨者轉(zhuǎn)變?yōu)橐I(lǐng)者。構(gòu)網(wǎng)型變流器是新型電力系統(tǒng)的技術(shù)底座，其市場(chǎng)規(guī)模和技術(shù)迭代速度遠(yuǎn)超預(yù)期。國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)通過(guò)控制算法優(yōu)化、硬件拓?fù)鋭?chuàng)新及系統(tǒng)級(jí)協(xié)同三大路徑，已實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到商業(yè)化落地的跨越。未來(lái)隨著政策強(qiáng)制配儲(chǔ)比例提升，行業(yè)將進(jìn)入高速成長(zhǎng)期，技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)有望占據(jù)50%以上市場(chǎng)份額。