在中国高速增长的新能源装机占比下，平衡能源转型与电网安全的两大目标是当下的重大课题。
在构建以新能源为主体的新型电力系统进程中，“双高”特性将进一步凸显，尤其是在电网薄弱的西北区域，现有的新能源弱支撑特性将加剧系统弱惯量、弱阻尼等问题。但我国的资源禀赋与能源需求又决定了西电东送、北电南送的规模仍需进一步扩大，当新能源发展与电网安全“难两全”时，构网技术成为了行业破局的关键点。
新能源发展与
电网安全背后的技术迭代
尽管当前国内新能源发展面临政策调整的“阵痛期”，但在新型电力系统的构建中，新能源仍然是发展主力。多位行业专家认为，136号文是新能源走向主力能源的开端。
以西北区域为例，有电规总院相关人士指出，“十五五”期间仍有超100GW的新能源新增装机用于“西电东送”；今年4月国家林草局报批了《三北沙漠戈壁荒漠地区光伏治沙规划（2024—2030年）》规划，主管部门为光伏治沙划出20万平方公里的可利用地，理论装机近1000GW。
可以预见的是，在未来一段时间内，西北地区仍是我国新能源增长的主力，但若不解决当前新能源对电网的弱支撑问题，新能源利用率持续走低与电网保安全之间的矛盾将愈发凸显。
对于电网而言，电压和频率的“平稳”是其安全运行的先决基石，而发电和用电电量“平衡”是其根本任务。传统火电、水电机组设备在运行过程中因其机械惯性的存在，使得其主导的电力系统频率不易受到网络中其它扰动的影响。但随着新能源装机比例的提高，其资源的间歇性与波动性，使得电网系统电压和频率稳定性面临挑战。
在电网认知中，除了弱支撑特性，宽频负阻尼特性和低抗扰能力也是当前跟网型新能源发电的典型短板，而为了保证电网稳定运行，新能源“限发”成为特定条件下的首选手段。
新能源装机快速攀升亟待行业从技术层面寻找答案来解决这一问题。而构网技术的出现为问题的解决提供了强有力的方案。
一般来说，跟网设备的稳定运行依赖于电网提供的稳定频率和电压，对电网电压质量的要求比较高，对电网中的扰动响应因存在滞后而比较慢，一旦发生极端情况跟网型设备会脱网自保；而构网型设备则通过模拟同步机的运行方式以支撑电网的姿态接入电网，在电网出现故障或扰动时可以主动为电网提供电压、频率支撑，进而提升局部电网的强度。
进一步来看，电网稳定了，则可以接受更多的新能源电力，极大提高新能源利用率，减少电网出于安全考量带来的限发问题。
另外，新能源大基地、海上光伏、海上风电等远离同步电源的应用场景，均处于电网薄弱的环境，导致新能源安全稳定送出的难度较高，叠加离网、综合能源园区和分散式等新能源发电场景开发需求逐渐增多，新能源已经逐渐从支撑电网走向独立组网的新阶段。
实际上，主管部门已经认识到这一问题。日前，国家能源局在《关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知》中，明确指出构网型技术为首推试点方向。而国网冀北公司相关人员也表示，初步研究表明，未来电网可能需要配置30%左右的构网技术。
构网技术：“难”在落地
构网技术源自虚拟同步机，首次用于UPS类的电源，在国外已有过应用经历。1977年，德国太阳能供电技术研究所首次提出“构网型控制”概念，奠定了理论基础；2016年，澳大利亚发生大规模停电事故后，新能源企业用构网技术进行电网支撑，推动了该技术的实际应用；2022年，中国开始加速构网型技术的研发和应用。2023年初，我国新能源装备企业禾望电气获得了国际知名机构DNV颁发的全球首张构网型变流器证书。
可以看到的是，随着新能源装机的提升，构网型技术在支撑电网、保障电网安全方面的重要性愈发凸显。在意识到这一点之后，本届SNEC展会上，有部分逆变器企业推出了构网型相关产品，其中禾望电气展出了基于风光储协同一体化的构网型解决方案。
“构网型技术的核心是电气设备内部的软件应用，存在一定技术门槛但并非不可复制”，禾望电气的工作人员告诉记者：“但是，技术层面之后的产品验证、主管部门的审核以及产品落地应用的流程却极为漫长。”
“每个省内之间的电源复杂程度、负荷、供需情况是不一样的，因此也造就了电网企业面对新技术应用时流程方面的差异化。构网型相关产品在实际应用之前，要经过当地电科院等的重重验证”，该工作人员补充到，“如何打通从研发到产品应用的闭环，才是真正的考验。”
从2019年启动预研工作，到2023年完成从技术研发到产业应用的跨越，禾望电气凭借深厚的技术积淀与前瞻性行业洞察，已率先完成了新能源生态的战略布局，成功构建出集 “风-光-储”全场景构网技术实现及评估于一体的场站生态体系，并实现了构网型项目的批量应用。
禾望电气：
引领构网时代
据介绍，禾望电气自主研发的构网型风电变流器功率覆盖1.5MW~20MW双馈机型，1MW~30MW全功率机型；构网型320kW光伏逆变器自主建立电压、同步电网频率，可长期维持端口电压与频率稳定，具备孤岛运行及黑启动能力；构网型储能变流器采用VSG技术，满足3倍10s过载需求，具备惯量响应、阻尼特性、一次调频以及整站黑启动等能力。
例如在世界首例主力电源型风电场中，中国绿发联合禾望电气、上海交通大学等单位共同实施，系统攻克了自同步电压源风电机组及场站协同控制等关键技术。项目全部采用禾望电气提供的3.2MW构网型风电变流器，现已通过了稳态、暂态、并网、离网和黑启动等530余项全方位测试试验，以及全场黑启动、孤网带负荷、场内人工短路等场站级试验，成功实现了百MW级整场投运。
国内首座主力电源型光伏电站，也是采用了禾望320kW构网型组串式逆变器，通过虚拟同步发电机（VSG）控制策略，可以实现主动支撑电网、抑制宽频振荡、孤岛运行及黑启动等核心功能。同时，现场试验采用禾望多功能电网模拟装置，完成涵盖构网型光伏惯量响应、一次调频、阻抗扫描、短路比适应性等10大项、21小项、209个测试工况的全维度测试验证。
日前并网的我国首个大型锂钠混合储能站同样采用了禾望电气提供的具备构网技术的组串式储能变流器，不仅完成了构网型并网/离网全工况测试，还率先实现了场站多机协同黑启动。该项目应用的“支撑弱电网的40MWh高低倍率复合运行构网型钠离子电池储能系统”在大容量功率型钠离子电池、高效强过载构网型储能变流器、高低倍率复合运行系统集成等三项技术取得重大突破，经权威鉴定产品性能指标达到国际领先水平。
截止到今年4月底，我国新能源装机已经超1500GW，根据国家能源局相关数据显示，我国新能源装机将保持200GW/年+的增长速度，水、风、光、火、核等电源构成的局部电网也将越来越复杂，在走向以新能源为主的新型电力系统的道路上，构网技术有望成为电网安全的“护城河”。
