何为真构网?华为FusionSolar 9.0智能组串式构网型光储解决方案给出答案
(转自:储能与电力市场)
全球范围内,新能源从辅助电源向主力电源转化的趋势,已不可逆转。
水电水利规划设计总院5月发布的《中国可再生能源发展报告2024年度》显示,2024年,全球可再生能源装机规模达到约44.5亿kW,同比增长15.0%。而全球新增可再生能源发电装机约5.9亿kW,占全球电力行业新增装机容量的94%。国家能源局的数据显示,截至2024年底,我国风电、太阳能累计装机14.1亿kW,约占全国总装机容量的42.1%,与火电装机占比43.1%趋近。
与此同时,新能源大量入网,电力电子“电流源”带给电力系统的影响,也愈发不可忽视。
电力系统的惯量、电压、频率、阻尼控制的基本特性均在发生深刻变化,电网的安全稳定运行也面临着巨大的新的技术挑战。Wood Mackenzie亚太研究总监Robert Liew在华为构网安全论坛上表示,“构网型储能系统将有效增加电网的稳定性,包括充当电压源、高电流瞬态支持、惯量响应、宽带振荡抑制,以及传统跟网型储能系统无法实现的自启动功能。”
构网型储能,因其“主动稳定器”的功能,正逐渐成为解决高比例新能源并网问题的重要手段之一。目前,我国西藏、新疆、内蒙古、青海等新能源发电占比较大的区域,构网型储能电站的应用正逐渐扩大。
然而,时至今日,针对构网型储能的专项国标尚未出台,仅在电化学储能变流器、储能电站接入电网等标准要求中提出了对其构网性能的部分要求。而不同的区域的电源特点不同、电力系统发输配用各环节的需求不同,对于构网型储能,也存在不同的理解。储能究竟如何构网,仍是未能明确的问题。
华为,依托其多年来深耕新能源领域的经验,在刚刚结束的SNEC 2025 上,重磅推出全国首个构网型光储解决方案:FusionSolar9.0,围绕电力系统发输配用各环节构建六大核心能力,以全场景构网的理念,助力新能源实现价值深耕。
“全场景真构网”
华为构网型光储解决方案详解
自2013年首次推出Fusionsolar1.0解决方案,推动组串式逐步发展为行业主流后,历经12年,华为的解决方案进阶到了Fusionsolar 9.0时代。
Fusionsolar 9.0的方案中,涵盖了软硬件多环节,通过软硬件的协同与AI助力,实现“规建维营”全生命周期的高质量、高效率、高收益。具体包括:
全球首款400kW+组串式构网型逆变器
智能组串式构网型储能平台
站级构网及光储协同的SPPC/SEMS智能能量管理系统
全链路协同的FusionSolar Agent光储智能体
从以上功能架构中不难发现,相较于目前的构网型储能技术,Fusionsolar 9.0实现了三大关键突破:
从储能构网升级到光储构网
从发电侧构网升级到发输配用全场景构网
从站点的可视可管升级到端边云的全链路智能化、全生命周期的智能管理
在发电侧,助力新能源平滑出力,减少弃风弃光;在输电侧,缓解线路堵塞,提高输电效率;在配电侧,改善电能质量,缓解扩容压力;在用电侧,调用负荷侧响应资源,满足系统灵活性需求。Fusionsolar 9.0开启了全面构网的新时代!
华为将多年来坚持的组串式架构路线,复制到了储能领域,通过智能组串式架构,实现储能系统的精细化管理。例如,在一个5MWh的系统中,华为的组串式管理模式,可以实现104个电芯最小化单元的精细化管理,从而解决电芯在生产和运行过程中的不一致性等问题,相较于集中式储能单柜5000个电芯直接串并联的粗放式管理方式,能有效提高储能系统利用效率、提升储能系统性能、提高储能系统安全性。
而一站式的软硬件融合平台,则提供了整站级的构网和AI智能的能力,从而实现整体系统的快速响应、灵活适配,并以更高的可用度,加速光风储成为主力能源。
One matches all,通过一个平台既可以灵活应对电网强度变化下的稳定需求,又可以适配未来多种商业模式,如调峰、调频、惯量等。通过硬件扩展,满足不同场景对短路能力的诉求;通过软件升级迭代适配不同的电网强度的诉求;通过灵活配置构网型光伏和储能比例,兼容未来电力系统的不断演进。
一站式的AI平台,是实现“端-边-云”高质量的数据和更强的算力的关键,是促进电站“自动驾驶”早日到来的最强保障。
六大核心能力
为全场景构网保驾护航
构网技术的大规模商用仍面临四大世界性技术难题。即:成千上万的构网PCS、逆变器接入电网后,带来的多机同步稳定问题;新型电力系统下,电力电子设备引发的宽频振荡问题;电力电子器件在面临击穿和过热失效的风险时,如何构建更强的瞬态过载能力问题;光储系统成为核心稳定电源构网运行时,如何保证自身在任何状态下都可稳定可靠运行问题。
华为的Fusionsolar 9.0方案,从器件、算法、设备到系统全面创新,形成了六大核心能力,应对以上问题:
短路支撑能力:支持1~6倍短路电流支撑,响应时间10毫秒以内;
惯量支撑:惯量时间常数支持0~20秒灵活可设,动作时间5毫秒以内;
一次调频:整站响应时间小于200毫秒;
功率振荡抑制:支持0.1~100Hz宽频振荡抑制;
黑启动:10分钟内实现GWh级整站黑启;
可并可离,并离网无缝切换。
在六大核心能力下,华为的构网技术以多机并联能力、振荡抑制能力、过载能力、可靠性等方面的全面领先,实现了发输配用全场景“真构网”。
发电侧,首创智能组串式构网型光伏,增强并网点电网强度,抑制暂态过电压。
2025年1月,华为联合华电青海公司、青海电科院,完成了全球首个构网型光伏电站的实验局测试,实现单机惯量支撑3~20s ,暂态无功动作时间小于5ms,响应时间小于10ms,成功验证了光伏构网技术的能力。以100MW电站为例,未部署构网光伏时,该电站送出能力受限至80MW,产生20MW限电损失;改造25MW为构网型光伏后,系统实现100MW满功率送出,彻底消除限电损失,提升全站收益。
输电侧,支持200ms站级快速响应和0-100%SOC范围的恒功率输出,为客户带来更多收益。
2023年,华为在瑞典建设了北欧第一个调频储能电站,该电站因响应速度快、可靠性高,投资回报周期仅1年。在罗马尼亚,由于华为构网型储能的快速调频能力,使得方案获得了罗马尼亚TSO高度认可,成为首个获得调频认证的储能解决方案。
配电侧,可以提供分钟级的黑启动能力。
华为作为全球首个拥有GW级黑启动实践应用的厂家,创新性提出同步黑启动技术,该技术支持带100%负荷,在短短1分钟内完成超过百公里输配电的电压建立,整个黑启动时间不超过10分钟,大幅减少停电损失。同时针对配电侧变压器、电机等冲击性负荷的突投,产生冲击电流造成电网崩溃的问题,华为通过先进的构网型储能算法,支持150%额定容量变压器的全压投切,保障整网稳定供电。
在用电侧,可提供无缝并离网切换,并具备高可靠的稳定离网运行能力。另外,基于工商业构网型储能的“源网荷储”一体化解决方案,在保障工商业用户用电稳定的同时,更能为客户带来更高收益。
全球首个GWh级的构网型光储电站,红海项目,已投运超过1年半。一年半的运行中,其主网的供电可用度超过了99.99%,在各种极端故障情况下,都保持了良好的韧性,在多次的高低穿中,微网均保持稳定运行。另外,电网电压谐波水平低于1.5%,为生活用电提供了更高品质的电能质量。
而华为的工商业构网型储能的“源网荷储”一体化解决方案,在肯尼亚,为不平衡负载较多的Nabico办公园区,提供了高质量稳定绿电,保障园区正常运营;在德国AHS商业园区,经行业权威第三方机构VDE专业测试,投运的储能设备的循环效率达到了92%,而经测算,10年内收益将增加3.3万美元,项目投资期直接缩短2年。
华为真构网
成就高质量标杆
作为最早布局构网技术、进行构网技术实践的企业,华为在国内外开展了多个构网型储能项目。无论是光储项目、微网储能项目、还是多能互补项目,在多样化的复杂环境下,这些项目均实现了高可靠性运行,为电网安全稳定运行提供了有效保障,逐渐成为行业内构网型光储项目的质量标杆。
西藏阿里改则构网运行储能项目
在4600米高海拔、-20℃极低温、弱电网场景下的西藏阿里改则30MW光伏电站,位于单回路长辐射式极弱电网末端,30MW仅能出力1.5MW。配置6MW/24MWh智能组串式构网型储能电站后,于2024年11月11日正式由跟网模式转构网模式运行。在全容量(6MW)构网运行时,光伏出力从1.5MW提高至12MW。据电站统计,10天内有效支撑电网40多次。该项目的顺利完工和成功送电,标志着新能源构网技术在高原地区取得了重大突破,为当地及周边地区提供稳定可靠的清洁能源,有力促进当地经济社会发展,改善居民生活条件。
中东沙特红海微网储能项目
沙特红海之滨的400MW光伏和1.3GWh储能系统是全球首个百公里GWh级构网项目,全部采用华为智能光储解决方案,从2023年9月全部投入运营,为机场、酒店、海水淡化、污水处理、制冷站等城市负荷提供了超过10亿度绿色电力,成为全球首个100%新能源供电的城市微网。通过华为智能组串式构网型储能的大规模构网技术、强大的微网故障穿越能力、百公里分钟级自同步黑启动技术、从芯到网主动安全等核心技术,保证红海微网稳定可靠。
青海省格尔木宙亮构网型储能项目
全球首次智能光储发电机弱电网特性现场测试,测试相关容量3MW/2MWh,完成业界最全510项并网性能测试,包括从强网SCR=40到弱网SCR=1.0下功率控制、电网稳态响应、暂态响应、相角跳变等。
新疆三塘湖构网型储能示范工程项目
在风电弱电网场景,测试相关容量25MW/100MWh,有效提升风电并网消纳能力,为新能源经特高压直流大规模外送近端的稳定支撑。完成了相角跳变、宽频振荡、跟/构网模式切换、阻尼性能验证等10大项、55小项、826个测试点位的试验任务首次验证了大规模构网型储能电站的跟/构网模式切换、参数批量修改、黑启动等整站构网功能特性,并成功解决了大规模构网型储能电站的多机并联在电网扰动下的稳定性难题。
青海格尔木储能项目
电站包括光伏、风电、光热、强配储能等多能互补,测试相关容量50MW / 100MWh,在多能互补场景下构网型储能实现对新能源大规模交流外送支撑。采用智能光储发电机解决方案,具备3倍的无功电流,5ms惯量启动时间,0.1~100Hz宽范围振荡抑制等特性,通过重构“电压、频率、功角”稳定,让新能源具备传统发电机一样“稳”的特性,可提升40%新能源接入比例。
如同发布会伊始,华为董事、华为数字能源总裁侯金龙所言,“在新型电力系统加速演进的浪潮下,华为数字能源融合4T技术,坚持高质量战略,积极拥抱AI,依托全场景构网技术,加速光风储成为主力电源。通过让AI技术深度赋能设备,进入客户生产系统,实现端边云协同,帮助客户实现电站运维的少人化,无人化,电站运营的智能化,激发全链路价值。我们坚持把高质量作为第一要素,打造高可靠、高安全的产品和解决方案,推动行业的可持续发展。”
华为的全场景构网技术,在新能源产业进入价值深耕期之际,再次引领行业发展。