构网型储能(Grid-FormingEnergyStorage,简称GFM储能)是一种具备主动构建电网电压和频率能力的新型储能技术,核心特点是摆脱了对传统同步发电机(如火电、水电)的依赖,可独立为电网提供电压支撑、频率调节等关键服务,相当于为电网打造了“可移动的虚拟同步机”,是高比例新能源(风电、光伏)电网下的核心支撑技术之一。
一、核心原理:从“跟网”到“构网”的本质区别
要理解构网型储能,需先对比传统储能的“跟网模式”(Grid-Following,简称GFL):
跟网型储能(GFL):本质是“被动响应者”——需依赖电网已有的电压和频率信号(如电网提供的50Hz频率、220kV电压基准),才能调整自身的充放电功率,无法主动维持电网稳定。例如,当电网频率波动时,GFL储能需等待电网频率信号反馈后才启动调节,响应存在延迟。
构网型储能(GFM):本质是“主动构建者”——通过内置的“虚拟同步机控制策略”,模拟传统同步发电机的运行特性(如惯性、阻尼、调压调频能力),可自主生成稳定的电压和频率信号,即使电网中没有传统火电/水电支撑,也能独立维持局部电网的稳定运行(类似“自己造一个小电网”)。
二、核心功能:解决高比例新能源电网的痛点
在风电、光伏占比不断提升的电网中,传统同步发电机减少,导致电网“惯性不足”(频率易波动)、“电压支撑薄弱”(电压易崩溃),而构网型储能的功能正是针对性解决这些问题:
主动调频调压:无需依赖电网基准信号,可实时监测电网频率/电压变化,主动输出功率调节(如频率低于50Hz时放电提频,高于50Hz时充电降频),响应速度达毫秒级,远快于传统火电。
提供电网惯性:通过控制策略模拟同步发电机的“转动惯量”,当电网出现功率冲击(如风电突然脱网)时,可快速释放/吸收能量,抑制频率大幅波动(避免电网频率“跳水”或“飙升”)。
支撑孤网运行:在偏远地区(如海岛、牧区)或电网故障时,可独立构建局部电网(孤网),为新能源发电、居民/工业负荷提供稳定供电(传统跟网型储能无法实现孤网支撑)。
兼容高比例新能源:可直接与风电、光伏电站配套,平抑新能源出力的波动性(如光伏白天出力波动),同时为新能源逆变器提供电压支撑,避免新能源因电网不稳而“脱网”。
三、应用场景:聚焦电网“薄弱环节”和“高新能源场景”
目前构网型储能的应用已从试点走向规模化,核心场景包括:
新能源配储项目:风电、光伏电站强制配储时,采用构网型储能可提升电站的“电网友好性”,避免因新能源波动被电网限制出力(部分地区已要求新能源配储优先采用GFM技术)。
电网薄弱区域:如我国西北(风电光伏集中区)、西南(水电丰枯波动大)、海岛(远离主网)等区域,用于补充电网惯性和电压支撑,降低大面积停电风险。
微电网与离网场景:如偏远矿区、边防哨所、海岛旅游区,可独立构建微电网,结合新能源实现“自发自用、余电存储”,摆脱对主网的依赖。
城市电网应急支撑:在城市核心区(如金融中心、数据中心),作为“备用电源+电网稳定器”,既在电网故障时保障关键负荷供电,又在正常运行时参与电网调频,提升供电可靠性。
四、行业现状与趋势(2025年最新动态)
政策加速推动:我国多地已将构网型储能纳入政策支持范围,例如《新型储能高质量发展指导意见》明确提出“加快构网型储能技术研发和工程示范”;2025年上半年,青海、甘肃等新能源大省已对新建风电光伏配储项目中构网型(GFM)储能的占比提出明确要求。
技术快速迭代:头部企业已推出成熟的构网型储能系统,部分产品实现“100%GFM控制”,且成本较前些年明显下降,主要源于控制策略优化,而非硬件额外成本增加。
规模化应用启动:2025年上半年,国内构网型储能项目新增装机量显著提升,在同期新型储能新增装机中的占比大幅提高(较上一年度有明显增长),其中西北区域凭借新能源资源优势,成为构网型储能应用的核心区域(如青海海西某大型风电配储项目全采用GFM技术)。
标准体系逐步完善:2025年7月,《构网型储能系统技术要求》国家标准进入征求意见阶段,将明确GFM储能的性能指标、测试方法和并网要求,为行业规模化发展奠定基础。