【PPT】浙江大学 辛焕海：新能源_储能动态性能既要又要还要的困境：跟网-构网-成本的矛盾三角

来源：浙江大学研究报告PPT（经整理改写）

▲ 新能源储能动态性能报告封面

一、跟网与构网：两种控制路线的冲突

在新能源和储能并网的逆变器控制技术中，存在两条根本不同的技术路线：跟网型（Grid-Following, GFL）和构网型（Grid-Forming, GFM）。

跟网型逆变器"跟随"电网运行——通过锁相环（PLL）追踪电网电压的频率和相位，将电流注入电网。这种控制方式简单、经济、已大规模应用，但在弱电网条件下面临稳定性问题。当电网短路容量较低时，锁相环的跟踪精度下降，可能导致振荡甚至失步。

构网型逆变器"建立"电网——模拟同步发电机的行为，主动建立电网电压的幅值和频率，为电网提供惯量和支撑。构网型控制在弱电网和孤岛场景中具有绝对优势，但控制算法更复杂，设备成本更高。

浙江大学的辛焕海教授指出：在新能源占比超过50%的电力系统中，构网型控制从"可选"变成了"刚需"。但构网型逆变器的成本比同容量的跟网型高30-50%，在市场规模有限的情况下，这一成本差难以快速缩小。

▲ 跟网型与构网型逆变器的控制原理和性能对比示意图

二、矛盾三角：性能-成本-规模

辛焕海教授提出的"矛盾三角"框架，揭示了新能源和储能动态性能面临的核心困境。

性能要求越来越高。 随着新能源渗透率的提升，电网对逆变器的性能要求不断加码——从"不干扰电网"到"支撑电网"，从"低压穿越"到"高压穿越"，从"有功支持"到"惯量支撑"。每新增一项性能要求，都意味着逆变器控制算法和硬件设计的升级。

成本敏感度居高不下。 新能源和储能行业是高度市场化的行业，成本是竞争的核心要素。一台构网型逆变器比跟网型贵30-50%，在储能度电成本竞争中，这一差距足以影响项目的经济性。

规模化带来的收敛效应。 随着构网型逆变器的大规模部署，控制器的参数整定和多机协调问题日益突出。数十台甚至数百台构网型逆变器在同一电网中的协调运行，是一个尚未完全解决的技术难题。

三个角互相制约：提高性能需要增加成本，控制成本会限制性能提升，规模扩大又增加了技术难度。"既要高性价比，又要高性能，还要大规模"——这个三角矛盾正是当前行业面临的核心挑战。

▲ "跟网-构网-成本"矛盾三角的示意图和互相制约关系

三、突破路径

辛焕海团队提出了几条突破矛盾三角的技术路径。

混合控制策略。 不是所有的逆变器都需要构网型。通过混合部署策略——在电网的关键节点部署构网型逆变器提供电压支撑，在非关键节点部署经济型的跟网型逆变器——在系统性能和整体成本之间达到最优平衡。

软件定义逆变器。 通过统一的硬件平台+可配置的软件控制算法，一台逆变器可以根据电网运行状态在跟网模式和构网模式之间动态切换。这种"软件定义"的策略可以兼顾性能和成本，但需要逆变器硬件预留足够的计算和通信裕量。

标准化和规模化。 构网型逆变器的高成本，很大程度上是由于市场规模小、标准化程度低。推动构网型逆变器的技术标准统一和产品系列化，可以借助规模化效应降低成本。

▲ 突破矛盾三角的三条技术路径：混合控制、软件定义、标准化规模化

四、技术展望

辛焕海教授认为，解决矛盾三角的关键不在于某一条技术路径的"完胜"，而在于多种技术方案的"融合"。

在2030年前的技术路线图中，跟网型逆变器仍将是市场的主流（占70-80%），构网型逆变器在特定场景（弱电网、孤岛、微电网）中逐渐扩大应用。到2035年前后，随着构网型技术的成熟和成本的下降，两种技术路线将逐步融合。

这一技术路线的演进过程，本质上是"用技术进步解决成本问题"的过程。对于逆变器企业来说，在构网型技术上的积累和布局，将决定未来5-10年的市场竞争力。

*来源文件：【PPT】浙江大学 辛焕海：新能源_储能动态性能既要又要还要的困境：跟网-构网-成本的矛盾三角*

来源文件：【PPT】浙江大学 辛焕海：新能源_储能动态性能既要又要还要的困境：跟网-构网-成本的矛盾三角.pdf

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