产业观察

近日，《电力电子装备和系统的构网性能要求及试验方法》经国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）批准发布，将于2027年2月1日实施。

该标准是我国构网技术领域首个国家标准，也是全球首批同类标准之一，为新能源大规模安全并网和新型电力系统稳定运行提供了关键技术依据。

该标准首次在国家标准层面定义了“构网”，规定了各类电力电子装备和系统参与电力系统构网的功能和性能要求以及试验方法，填补了国内空白。

“构网”是指具有电压源特性的电力装备和系统，能提供必要的惯量、短路容量、有功功率和/或无功功率，在稳态、动态和暂态等工况下维持电力电量平衡，支撑电力系统安全稳定运行。具有电压源特性即具有自主构建且维持内电势幅值和频率的能力。

标准还提出了对于电网接入适应性、惯量响应、动态电压响应、阶跃响应、一次调频、黑启动、过载能力等性能要求。

电网接入适应性：

低电压穿越：参与构网的电力电子装备和系统应具备连续两次低电压穿越能力，不脱网长期连续运行，以应对交流电网故障(包括单相接地故障、两相接地故障、三相接地故障和两相相间故障)导致的并网点电压跌落。

高电压穿越：参与构网的电力电子装备和系统应具备高电压穿越能力，以应对并网点电压升高。 

连续故障穿越：参与构网的电力电子装备和系统还应具备经过低电压穿越后立即进行高电压穿越的能力，以应对交流电网故障导致并网点电压跌落、升高的交替变化。

惯量响应 

参与构网的电力电子装备和系统应在5ms内自然响应交流电网频率变化率,且发出或吸收惯量响应功率。

参与构网的电力电子装备和系统模拟同步机的惯量响应特性可采用虚拟同步控制或快速功率控制等控制方式，惯量时间常数Tj应为0.1s~16s,具体要求根据业主的需求确定。

电力电子装备供应商应提供惯量响应能量配置情况。惯量响应能量与同步调相机等效,计算方法如下：

动态电压响应

参与构网的电力电子装备和系统应在5ms内自然响应交流电网电压变化,且发出或吸收电压变化响应电流。内电势的幅值应通过电压控制环节调节。

阶跃响应 

采用快速功率控制的电力电子装备，有功/无功功率阶跃响应性能应满足下述要求。

a) 对于输送距离为1000km 以内的直流输电系统,有功功率上升时间不超过90ms,调节时间不超过500ms;对于输送距离为1000km 及以上的直流输电系统,有功功率上升时间不超过150ms,调节时间不超过500ms。

 b) 对于储能,有功功率上升时间不超过90ms,调节时间不超过500ms。

c) 无功功率上升时间不超过90ms,调节时间不超过500ms。 

d) 并网点的有功与无功功率控制偏差不超过额定功率的±2%。 

阻尼

参与构网的电力电子装备和系统应采用附加控制策略或配置硬件装置,阻尼与交流电网之间0.2Hz~45Hz和55Hz~2500Hz范围内的宽频振荡。参与构网的电力电子装备和系统采用虚拟同步控制时,应自然响应交流电网0.2Hz~2.5Hz的低频振荡并提供正阻尼。

故障后的功率恢复

故障清除后,参与构网的电力电子装备和系统应以不小于3.0p.u./s的速率恢复至故障前有功和 无功功率水平。具体恢复速率根据系统分析确定。

一次调频

当交流电网频率偏差值超过调频死区时,应根据公式(1)计算并调整参与构网的电力电子装备和系统发出或吸收的有功功率变化量:

黑启动

具备黑启动能力的电力电子装备和系统应满足下述要求。

a)交流电网全部停运后,具备协助恢复与其相连的发电厂、变电站、新能源场站等系统运行的能力。

b)功率配置满足黑启动过程中正常负荷与冲击负荷需求的总和,能量配置满足黑启动过程中的电量需求。

c)具备建立交流电压幅值和频率的能力,且在变压器和配电馈线通电时耐受过载电流。

d)具备软启动能力,以避免在变压器和输电线路通电时产生过大的涌流。

e)在黑启动过程中维持有功功率与无功功率的平衡,防止发生电压失控和频率大幅度波动。

f)空载线路充电过程中的充电电流在合理范围内,线路末端无谐振过电压,工频过电压和操作过电压符合GB/T50064的规定。

g)在分级负荷启动过程中:1)投入阻性负载时,电压波动不超过±5%;2)投入异步电动机时,电压暂降不超过15%,恢复时间不超过500ms;3)投入敏感负载时,切换中断时间不超过10ms。

过载能力

参与构网的电力电子装备和系统过载能力应满足下述要求:

a)直流输电系统、静止同步补偿装置和储能装备具备过载能力;

b)新能源场站通过配置有功、无功支撑装备满足场站级过载能力;

c)供应商根据系统需求提供过载能力倍数,且根据附录B向业主或用户提供U-I曲线及持续时间,用于系统分析计算。