构网型加速！澳大利亚的储能新模式
发布日期：2025/10/11
随着澳大利亚能源结构向可再生能源的深度转型，传统同步发电机组的逐步退役正对国家电力市场（NEM）的电网稳定性构成严峻挑战。系统惯量和系统强度的下降不仅增加了新项目的并网成本，也给开发者带来了不确定性。在此背景下，构网型（Grid-Forming, GFM）电池储能技术正从一项前沿技术解决方案，迅速演变为推动电网现代化和开辟新商业价值的核心力量。
图：澳洲已部署或在建的 GFM 项目
构网型技术：从电网“追随者”到“引领者”
传统的光伏和储能项目大多采用跟网型（Grid-Following, GFL）逆变器。这类逆变器如同电网的“追随者”，依赖电网提供稳定的电压和频率参考，其主要功能是将有功功率最大化地注入电网。然而，在电网扰动期间，它们无法主动提供支撑，甚至可能因保护机制而脱网，加剧系统的不稳定性。
与此不同，构网型（GFM）逆变器采用先进的控制策略，使其能够像传统的同步发电机一样，自主建立并维持其并网点的电压和频率波形，扮演电网“引领者”的角色。这种根本性的转变赋予了GFM电池储能系统（BESS）一系列关键能力：
电压与无功支撑
在电网发生扰动时，能够快速注入或吸收无功功率，稳定局部电网电压。
短路电流支撑
在发生故障时，能提供短时大电流，增强系统的故障穿越能力，并为保护系统的正确动作提供支持。
合成惯量响应
通过控制系统模拟同步发电机的惯性，减缓频率变化率（RoCoF），为电网稳定争取宝贵时间。
孤岛运行与黑启动
在与主网脱离后，仍能独立维持局部电网的稳定运行，并具备在系统大面积停电后提供“黑启动”服务的能力，是提升电网韧性的关键。
这些能力使GFM储能系统能够提供过去由火电和天然气机组承担的关键电网服务，并且由于其服务大多通过无功功率提供，因此可以与传统的能量市场和频率控制辅助服务（FCAS）叠加参与，实现收益最大化。
开辟新收益渠道：从规避成本到创造价值
GFM技术的核心吸引力不仅在于其技术优势，更在于它为储能资产开辟了全新的、利润丰厚的商业模式。
1. 规避高昂的系统强度服务费
在NEM的电网薄弱区域，新项目并网需要向电网运营商支付系统强度服务费（System Strength Charges），以弥补其并网对局部电网稳定性的负面影响。这笔费用相当可观，最高可达每年每兆瓦 $13,500澳元，约占项目年收入的5-10%。GFM储能系统因其能够“自我修复”对电网的影响，主动提供系统强度支撑，从而可以完全规避这笔费用，显著提升项目的投资回报率。
2. 签订电网支持合同，获取市场外收入
随着输电网络服务提供商（TNSP）日益认识到GFM储能的价值，它们开始通过电网支持合同直接采购由GFM储能提供的惯量、系统强度和电压支撑等服务。这种“市场外”收入来源稳定且可预测，进一步增强了GFM项目的投资吸引力。目前，NEM中已有多个项目签订了此类合同，例如：
Riverina
和 Darlington Point 项目与Transgrid签订合同，提供电压支持服务。
Wallgrove
项目同样与Transgrid签约，提供电网级的快速频率响应（合成惯量）。
Koorangie
项目则签约为维多利亚州西北部的电网稳定提供系统强度服务。
3. 卓越的成本效益与国际基准
GFM储能系统在提供电网稳定性服务方面展现出无与伦比的成本优势。澳大利亚能源市场委员会（AEMC）的估算显示，新建GFM储能提供惯量的固定成本仅为 0−$806澳元/MW.s/年，远低于新建同步调相机（Synchronous Condenser）的 $7,600澳元/MW.s/年。
来自英国稳定性探路者（Stability Pathfinder）招标的国际经验可作为有价值的基准。该招标中，电网支持合同的平均价值约为每年每兆瓦$16,900澳元。具体到不同技术，电池储能系统签订的合同价值约为 $9,960澳元/MVA/年，而同步调相机的合同价值则高达 $77,275澳元/MVA/年，进一步凸显了GFM储能的经济性。
澳大利亚市场现状：从试点走向主流
澳大利亚已成为全球GFM技术应用最前沿的市场之一，其发展路径清晰地展示了从政府引导到市场驱动的转变。
发展初期：政府资金的关键推动
最初的12个已投运GFM储能项目，大部分获得了澳大利亚可再生能源署（ARENA）或州政府基金（如维多利亚州能源创新基金）的资金支持。这些资金有效降低了开发商和设备制造商的技术风险，验证了GFM技术在保障系统安全方面的价值。
成本演变：新建趋同，改造可行
随着技术成熟，新建GFM储能项目的逆变器成本已与GFL项目基本持平，达到了成本可忽略的程度。尽管GFM项目因需要更严格的并网测试导致调试成本略高，但其新增的收益完全可以覆盖。
相比之下，对现有GFL项目进行技术改造的成本，虽可能比新建时直接采用GFM的增量成本高出21倍，但绝对成本仍然可控（例如一个250MW的资产改造平均成本约为$12,000澳元/MW）。因此，对于新项目而言，在建设初期直接选择GFM已成为理性的默认选项。
未来趋势：商业合同成为核心驱动力
目前，市场激励正从政府补贴转向商业性的电网支持合同。截至2027年，澳大利亚已公开宣布的GFM电池储能装机容量已超过 6GW，表明GFM技术正从试点项目快速迈向主流商业化应用。系统强度节点的价格和需求已成为指导开发者在何处部署GFM储能最有价值的关键市场信号。
结论
构网型（GFM）电池储能技术正在深刻地改变澳大利亚国家电力市场的格局。它不仅是应对同步发电机退役、确保高比例可再生能源电网安全稳定的关键技术支撑，更通过规避成本和创造新的市场外收入，重塑了电池储能的商业模式。随着成本与跟网型方案趋同，以及其卓越的经济效益日益凸显，GFM技术正成为澳大利亚新型储能项目的标准配置，为构建一个更具韧性、更经济、更清洁的未来电力系统铺平了道路。
来源：西西弗光储
