随着全球对可持续能源需求的日益增长，构建一个稳定、可靠且适应性强的电力系统已成为一项紧迫的任务。传统的电力系统，长期以来依赖于大型同步发电机提供的惯性和电压支撑，正在面临前所未有的挑战。可再生能源，如太阳能和风能，由于其间歇性和波动性，对电网的稳定性和可靠性构成了严峻考验。为了应对这些挑战，一种名为“Grid-forming”（成网）的技术应运而生，并迅速发展成为构建未来电力系统的重要组成部分。
传统的电力系统，其稳定运行依赖于同步发电机，这些发电机不仅提供电力，还贡献了电网的惯性和电压支撑。当电网中出现扰动时，同步发电机的惯性能量会帮助稳定电网的频率。同时，它们还能提供电压支撑，维持电网的电压水平。然而，随着可再生能源的快速发展，传统发电机的占比逐渐下降，电网的惯性也随之降低，这使得电网更容易受到扰动，并增加了停电的风险。传统的“Grid-following”（从网）逆变器依赖于电网提供的电压和频率来同步运行，当电网出现弱点或故障时，容易失去同步，最终可能导致系统崩溃。这种依赖性使得电网在应对可再生能源带来的挑战时显得脆弱。
而Grid-forming技术则提供了一种全新的解决方案，它与Grid-following技术截然不同。Grid-forming逆变器能够自主地控制电压和频率，主动地“形成”电网，而不是被动地“跟随”电网。这意味着，即使在没有强力同步发电机支撑的情况下，Grid-forming逆变器也能维持电网的稳定运行，并为电网提供虚拟惯性和电压支持。这种技术的核心在于其主动性：它能够感知电网状态，并根据需要调节电压和频率，从而保持电网的稳定。这种能力使其成为整合大量可再生能源的关键，尤其是在电网惯性较低的区域。美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究表明，Grid-forming逆变器对于整合大量的可再生能源至关重要，是转变电力系统的关键。
澳大利亚在可再生能源的部署和Grid-forming技术的应用方面，无疑走在了世界前列，为全球其他国家提供了宝贵的经验。2025年2月，位于澳大利亚维多利亚州西北部的185兆瓦/370兆瓦时Koorangie电池储能系统成功并网，并开始向电网输电，其成功的关键在于采用了Grid-forming技术。这一案例充分证明了Grid-forming技术在实际应用中的可行性和有效性。此外，澳大利亚还在积极推进大型电池储能项目，预计到2035年，其装机容量将达到18.5吉瓦。这些项目的实施，都离不开Grid-forming技术的支持，这体现了澳大利亚在推动可再生能源发展方面的决心。除了储能系统，澳大利亚的虚拟电厂也采用了Grid-forming技术，进一步提升了电网的灵活性和可靠性。例如，AGL公司从特斯拉处收购的虚拟电厂就是一个典型的例子。为了加速可再生能源的接入，澳大利亚政府制定了新的电网规则，为Grid-forming技术的推广创造了更有利的环境。此外，澳大利亚政府还授予6吉瓦的电力出口计划“重大项目”地位，这表明政府对可再生能源和相关技术的重视。SunDrive Solar与Trina Solar的合作，共同开发先进的太阳能电池板制造设施，也体现了澳大利亚在推动可再生能源技术创新方面的决心。这些措施共同推动了澳大利亚在构建清洁能源未来方面的努力。
Grid-forming技术不仅适用于大型电池储能系统，也正在被应用于风电场、太阳能电站和混合能源项目中。随着技术的不断成熟，新型逆变器开始在孤岛电网中部署，这些电网通常包含大量的发电来源和负载。Grid Forming (GFM) 技术与传统的Grid Following (GFL) 技术相比，在故障电流注入、系统强度贡献以及在弱电网中运行能力方面都具有显著优势。这意味着Grid-forming技术不仅能提高电网的整体稳定性，还能在电网薄弱的区域提供更强的支持。随着技术的不断发展，Grid-forming技术的应用范围将持续扩大。目前，Grid-forming技术已经不再是实验性的，而是已经投入实际应用并取得了显著成效。“Grid-forming technology is no longer experimental – it’s here and working” – pv magazine Australia 的评价，正是对这项技术现今状态的最好总结。Marija Maisch，作为pv magazine Australia的编辑，也多次强调了Grid-forming技术的重要性，肯定了其在构建未来电力系统中的关键作用。在未来，Grid-forming技术将在全球范围内得到更广泛的应用，为构建更加清洁、可靠和可持续的电力系统做出更大的贡献。它将成为应对可再生能源普及带来的电网挑战的关键工具，并推动电力行业的转型升级。这项技术的广泛应用，将有助于我们实现能源结构的转型，减少对化石燃料的依赖，同时提高能源供应的稳定性和可靠性，最终构建一个更加清洁、高效和可持续的能源未来。
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