构网型弱电网定制

构网型 VSG 控制与弱电网适应性微电网定制，面向长距离输电末端、矿区与新能源占比高的弱电网地区。

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VSG 构网型微电网方案：柴发、水电与光伏混合储能 — **图 1｜**VSG 构网型方案示意：储能以构网模式建立交流母线的电压与频率，柴发、水电、光伏等电源作为跟随或补充，共同为弱网甚至无网片区提供稳定支撑。

构网型弱电网定制 · 自己成为电网的电压源

构网型弱电网定制：在短路比偏低的电网末端建立频率与电压

长距离架空线路供电的台区、离网孤岛、矿区自备电网，共同特征是短路比（SCR）低、电压波动大、新能源比例一高就跳闸。传统跟网型变流器依赖锁相环跟随电网电压，在弱网中反而会加剧振荡。构网型（Grid-forming）变流器以电压源方式运行，用 VSG 虚拟同步机算法主动建立频率与电压、提供虚拟惯量，让储能成为撑住电网的那台「发电机」。

SCR ≥ 1.5构网型方案可稳定运行的短路比条件
＜20 ms并离网切换与孤岛快速识别能力
惯量响应VSG 提供虚拟转动惯量抑制频率突变
故障穿越可按低电压穿越要求定制控制曲线

一、先判断：你的电网到底有多弱

是否需要构网型，先看三个信号：短路比、电压偏差、谐波与振荡历史。三者叠加，必须换思路。

坚强电网

短路容量远大于接入容量。

SCR＞10，电压基本不随出力变化
常规跟网型变流器即可稳定运行

弱电网

线路长、导线细、末端电压偏低。

SCR 约 2–3，出力变化引起明显电压波动
多台逆变器并联容易出现控制耦合振荡

极弱电网 / 孤岛

必须由储能主动建立电压。

SCR＜2，或根本没有主网支撑
必须采用构网型控制与独立的一次调频

二、跟网型与构网型的差别

一句话区分：跟网型是「电流源」，得先有人给它电压和频率；构网型是「电压源」，它自己给出电压和频率。

控制方式对比
对比项	跟网型 Grid-following	构网型 Grid-forming
电网角色	依赖锁相环跟踪电网电压相位	自建电压与频率，成为参考源
弱网适应能力	SCR 降低时容易失稳	SCR 很低仍能稳定运行
惯量与调频	需外加调频功能	自带虚拟惯量与下垂特性
黑启动	不支持	可带负荷建立系统
多机并联	相位同步依赖电网	依靠下垂实现功率分配

三、构网型方案的六个技术要点

短路比与强度评估先做

用系统短路容量除以拟接入的变流器总额定功率得到 SCR，据此决定是否必须构网、需要多大过载能力。这一步做错，后面全是补救。

虚拟惯量与一次调频参数

惯量常数决定频率跌落的斜率，下垂系数决定稳态偏差。二者要与柴发调速器特性协调，否则会出现两台机组互相「抢负荷」。

无功电压与阻抗重塑

弱网线路 X/R 比往往偏低，有功与无功高度耦合。方案会用虚拟阻抗与无功补偿策略解耦，抑制末端电压升高。

柴发协同与负载率管理

让储能承担瞬时波动，柴发只承担平均功率并维持在经济油耗区，同时避免低负载积碳。

多机并联与环流抑制

多台构网机并联时，需统一下垂特性与线路阻抗匹配，抑制零序环流与功率振荡。

孤岛检测与无缝切换

配合 STS 在并离网之间快速转换；孤岛发生后由储能立即接管电压，避免关键负荷失电。

四、关键判据与计算

SCR = S_{并网点短路容量} ÷ P_{变流器总额定功率}；SCR＜3 视为弱网，＜2 建议采用构网型

ΔU% ≈ (P·R + Q·X) ÷ U_额定² × 100%；弱网线路 X/R 偏低时，有功出力同样会推高末端电压

虚拟惯量响应时间目标：频率突变后数十毫秒内提供功率支撑，抑制 RoCoF

五、典型应用与配置

按场景划分的常规做法
场景	主要问题	推荐做法
农网台区末端	线路长、电压偏低、三相不平衡	构网型储能 + 无功补偿，必要时加隔离变压器
海岛 / 离网片区	无主网或主网极弱	储能构网建立母线，柴发作为能量补充
矿区自备电网	大量异步电动机启动冲击	构网 + 短期过载能力，配合软启动
高比例新能源接入	出力波动引发电压越限	构网型调频调压 + 有功功率平滑