GBT 47655-2026 电力电子装备和系统的构网性能要求及试验方法标准立项发展报告

电力电子装备和系统的构网性能要求及试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Grid-FormingPerformanceRequirementsandTestMethodsforPowerElectronicEquipmentandSystems摘要随着全球能源转型战略的深入推进，以风电、光伏为代表的新能源发电占比持续攀升，电力系统逐步呈现高比例可再生能源和高比例电力电子装备的“双高”特征。传统基于跟网型控制的电力电子装备在弱电网环境下面临同步稳定性不足、惯量支撑缺失等突出问题，难以满足新型电力系统安全稳定运行要求。构网型技术旨在使电力电子装备具备主动构建电压和频率的能力，被视为破解“双高”电力系统稳定难题的关键技术路径。在此背景下，国家标准GB/T47655-2026《电力电子装备和系统的构网性能要求及试验方法》首次从国家标准层面系统界定了构网型电力电子装备的性能指标体系与试验验证方法，填补了我国在该领域的标准空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制依据、核心技术框架与预期实施效果，分析了构网型技术现状与国际标准动态，并对标准实施后的产业影响及后续标准体系建设提出了建议。该标准的发布实施将为构网型装备的研发设计、生产制造、工程验收和并网运行提供统一的技术依据，有力支撑新型电力系统建设与能源绿色低碳转型。关键词：构网控制；电力电子装备；性能要求；试验方法；新型电力系统；并网技术标准Keywords:Grid-FormingControl;PowerElectronicEquipment;PerformanceRequirements;TestMethods;New-TypePowerSystem;GridIntegrationTechnicalStandard1引言1.1编制背景实现碳达峰、碳中和目标，能源是主战场，电力是主力军。国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》及《"十四五"现代能源体系规划》明确提出，要加快构建新型电力系统，大力提升新能源消纳能力。据国家能源局统计，截至2025年底，我国风电、光伏发电装机容量已突破12亿千瓦，占全部发电装机的比例超过40%。新能源装机占比的快速攀升深刻改变了电力系统的运行特性——系统惯量水平持续下降，频率调节能力削弱，电压支撑不足，宽频振荡风险加剧，传统的“源随荷动”运行模式面临前所未有的挑战。在技术层面，“双高”电力系统的核心矛盾在于：当前并网运行的风电、光伏及储能变流器绝大多数采用跟网型（Grid-Following，GFL）控制策略。此类装备依赖锁相环跟踪电网电压相位，自身不具备构建电压和频率的能力，在弱电网或高扰动工况下易出现同步失稳。近年来国内外已发生多起由新能源大规模脱网引发的停电事故，暴露出跟网型装备大规模接入对系统安全稳定运行构成的严重威胁。构网型（Grid-Forming，GFM）控制技术通过模拟同步发电机的有功-频率下垂特性和无功-电压支撑特性，使电力电子变流器能够自发建立并维持稳定的电压幅值和频率，主动为系统提供惯量支撑和短路容量。该技术被国内外学术界和工业界公认为支撑高比例新能源电力系统安全稳定运行的关键技术途径。然而，由于缺乏统一的构网性能定义、量化指标和标准化试验手段，构网型装备的技术水平参差不齐，工程应用面临“无标可依、无据可验”的现实困境。1.2标准立项意义GB/T47655-2026是我国在构网型电力电子装备领域的首项国家标准，其制定与发布具有重要的里程碑意义。首先，该标准首次以国家标准形式明确了“构网性能”的技术内涵，统一了构网型装备与传统跟网型装备的功能边界，为行业技术交流和工程实践提供了规范化的话语体系。其次，标准构建了涵盖有功频率支撑、无功电压支撑、惯量响应、暂态支撑、故障穿越等关键维度的性能指标体系，填补了构网型装备量化评价的技术空白，解决了以往构网性能“不可测、不可比、不可验”的问题。再次，标准提出的试验方法和验证条件为构网型装备的实验室测试与现场检验提供了科学依据，为设备制造商、系统集成商、检测认证机构和电网运营企业建立了统一的技术标尺。构网型风电、构网型储能、构网型光伏等多元应用场景的快速涌现以及构网型技术在张北风光储输示范工程、内蒙古乌兰察布源网荷储一体化项目等重大工程中的初步验证，亟需标准化手段将前沿技术成果转化为可复制的工程规范。本标准的制定正是对这一迫切需求的直接回应，对促进构网型技术健康有序发展、保障新型电力系统安全稳定运行具有深远的战略意义。2标准编制依据与原则2.1编制依据本标准的编制遵循《中华人民共和国标准化法》及相关法律法规要求，以服务新型电力系统建设需求为根本出发点，主要依据包括：（1）政策法规层面——依据《中华人民共和国可再生能源法》《国家标准化发展纲要》以及国家能源局《新型电力系统发展蓝皮书》等文件要求，落实国家关于推进能源技术革命和标准化改革的战略部署；（2）技术标准层面——参考GB/T19964《光伏发电站接入电力系统技术规定》、GB/T40595《并网电源一次调频技术规定及试验导则》、GB/T38969《电力系统技术导则》等既有标准的框架体系和技术要求，确保标准的协调性和兼容性；（3）国际标准层面——系统参考了国际电工委员会IECTS63288:2021《微电网用构网型发电系统》、英国国家电网ESO（ElectricitySystemOperator）发布的构网型技术导则、澳大利亚能源市场运营机构（AEMO）的构网型装备技术要求以及北美电力可靠性委员会（NERC）的相关技术报告。通过借鉴国际先进经验并结合我国电力系统的实际运行特点和技术需求，形成具有中国特色的构网性能标准体系。2.2编制原则（1）科学性与前瞻性并重：标准编制既立足当前构网型技术的工程发展水平，确保各项指标能够通过现有测试手段验证，又适度考虑技术演进趋势，为后续标准修订和性能要求的迭代升级预留空间。（2）通用性与针对性兼顾：标准面向各类电力电子装备——包括但不限于风电变流器、光伏逆变器、储能变流器、柔性直流换流阀等，提出通用的构网性能框架。同时也针对不同类型装备的技术特点和应用场景，在附录中适当体现了差异化要求。（3）试验可行性与工程实用性优先：标准规定的每一项性能指标均配套了明确的试验方法和验证条件，试验项目设置充分考虑实验室测试能力与现场测试条件，避免出现“有指标、无方法”的情况。3标准技术内容概述3.1标准适用范围本标准适用于10kV及以上电压等级并网或参与电网构建的电力电子装备和系统，涵盖风电整机及变流器、光伏逆变器、储能变流器、静态无功发生器（SVG）、柔性直流输电换流阀等装备类型，也适用于由上述装备构成的发电厂、储能电站等系统级对象。对于10kV以下电压等级的构网型装备，可参照本标准执行。3.2性能指标体系标准核心内容围绕构网型装备的核心功能特征，构建了分层分级的性能指标体系，主要包括以下方面：（1）有功-频率支撑能力：规定构网型装备在系统频率偏离额定值时应具备的有功功率调整能力，包括频率静差率、有功调差系数、一次调频响应时间等指标，体现装备对系统频率稳定的主动支撑作用。（2）无功-电压支撑能力：规定构网型装备对并网点电压的动态支撑要求，包括无功调差系数、电压响应时间、无功输出能力范围等指标，要求装备能够根据系统电压变化自主调整无功输出以维持电压稳定。（3）惯量响应特性：规定构网型装备模拟同步发电机转动惯量效应的能力要求，包括等效惯量时间常数、惯量响应功率增量、响应持续时间和恢复特性等指标。与传统跟网型装备相比，这是构网型装备最关键的特征性指标之一。（4）暂态同步稳定性：规定构网型装备在电网发生短路故障、电压跌落等大扰动工况下保持与系统同步运行的能力要求，涵盖暂态功角变化范围、同步失稳判定条件、故障清除后恢复特性等。（5）故障穿越能力：规定构网型装备在电网电压跌落和升高期间的连续运行要求，包括低电压穿越（LVRT）和高电压穿越（HVRT）的电压幅值-时间曲线、有功/无功动态支撑电流要求等。（6）黑启动能力：规定构网型装备在无外部电源情况下自主建立电压和频率、为局部电网供电的能力要求，包括黑启动成功率、建压时间、频率和电压控制精度等。3.3试验方法与验证条件标准针对上述性能指标规定了实验室试验和现场试验两类验证手段。实验室试验重点验证装备在可控条件下的性能边界和响应特性，设计了包括频率阶跃响应试验、电压阶跃响应试验、三相短路试验、负荷突增/突减试验等在内的一系列标准化测试项目。现场试验则侧重验证装备在实际并网环境下的运行性能，涵盖并网工况下的频率扰动试验、电压扰动试验以及多机并列运行时的功率分配测试。标准对试验条件（包括并网强度、环境条件、系统阻抗等）、试验仪器精度、数据采样与处理方法等均作出了明确规定，以保证测试结果的可重复性和可对比性。为保证标准技术条款的严格性，试验方法部分明确要求测试应在具有资质的实验室进行，并推荐采用硬件在环（HIL）测试平台和功率硬件在环（PHIL）测试平台等先进的试验手段，为构网性能的精确验证提供技术保障。4主要参与单位介绍本标准的制定汇聚了我国电力电子技术领域产学研用的核心力量。标准牵头起草单位为国网电力科学研究院有限公司（以下简称“国网电科院”），主要参与单位包括中国电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、国家能源集团新能源技术研究院有限公司、新疆金风科技股份有限公司、阳光电源股份有限公司、华为数字能源技术有限公司、上海交通大学、清华大学等。国网电力科学研究院有限公司作为本标准的牵头起草单位，发挥了主导和核心作用。国网电科院是国家电网有限公司直属的科研创新机构，是电力行业技术标准制定的重要支撑力量。该院设有国家能源智能电网研发（实验）中心、电网运行安全监控技术国家重点实验室等高水平科研平台，依托这些平台，标准编制团队在新型电力系统稳定分析与控制、电力电子化电力系统仿真建模、新能源并网关键技术等方面开展了大量卓有成效的研究工作。在标准编制过程中，国网电科院组织完成了构网型技术的国内外调研与对比分析，统筹协调各参编单位的意见分歧，牵头组织了多轮关键技术专题研讨和标准草案征求意见工作，主导完成了标准核心框架的搭建和主要技术指标的论证工作。依托其丰富的工程经验和深厚的科研积淀，国网电科院为标准的科学性、严谨性和实用性提供了坚实的组织保障和技术支撑。5技术现状与发展趋势分析5.1构网型技术发展现状当前，构网型控制技术已经完成了从实验室理论验证到工程示范应用的关键跨越。在风电领域，国内主流整机厂商已完成构网型风电机组的样机开发和测试，具备有功功率快速响应、惯量支撑、电压主动支撑等功能。在储能领域，构网型储能系统已在西藏、内蒙古、新疆等高比例新能源地区开展示范应用。在柔性直流输电领域，基于模块化多电平换流器（MMC）的构网型控制策略已在张北±500kV柔性直流电网示范工程中得到应用验证。然而，构网型技术的大规模推广应用仍面临多重技术挑战。一是构网型装备的多机并联运行时的功率分配和环流抑制问题尚未完全解决；二是构网型与跟网型装备混联系统的稳定性分析理论尚在完善之中；三是构网型装备在不同电网强度下的自适应控制策略仍需持续优化；四是构网性能的现场测试手段仍有待进一步完善。上述问题的解决，需要通过标准化手段加以引导和规范，这也正是本标准后续落地实施需要持续跟踪和完善的方向。5.2国际标准动态对比在国际层面，各国标准化组织和电网运营机构正在加速推进构网型技术标准化工作。IEC已发布IECTS63288:2021《微电网用构网型发电系统》，侧重微电网应用场景；英国国家电网ESO于2023年发布了构网型直流换流器和构网型发电系统的技术规范，对构网型装备的最小技术性能提出了明确要求；澳大利亚AEMO在2023—2024年先后发布了构网型发电系统的技术准入要求和试验导则。此外，IEEEStd2800-2022也对包含构网型功能在内的逆变器资源并网性能提出了要求。我国国家标准GB/T47655-2026与上述国际标准相比，具有以下鲜明特点和优势：一是适用覆盖面更广，不仅涵盖发电系统和储能系统，还覆盖了输配电领域的多种电力电子装备类型，形成了覆盖发输配用全链条的构网性能标准体系；二是与我国电力系统运行实践深度结合，充分考虑了我国高比例新能源大电网远距离输电的实际特点，在暂态同步稳定性和故障穿越指标设定上更加贴近实际工况需求；三是建立了“性能指标体系+分级分类评价+标准化试验方法”三位一体的完整技术框架，系统性和可操作性更为突出。6标准实施意义与预期效果6.1对行业发展的规范引领作用本标准的发布实施将产生显著的行业规范效应。在技术研发层面，标准为构网型技术发展绘制了清晰的“技术靶点”，引导科研院所和企业将研发资源聚焦到关键性能指标的突破上，避免低水平重复开发。在产品制造层面，标准为构网型装备的型式试验和出厂检测提供了统一的技术依据，有助于提升产品质量的一致性，为构网型装备的规模化生产创造了条件。在工程建设层面，标准为构网型发电场站和储能电站的设计、验收和并网检测提供了标准化依据，将有效缩短工程建设和调试周期，降低项目全生命周期成本。6.2对新型电力系统建设的技术支撑构网型技术是新型电力系统建设的关键技术底座之一。本标准的实施将有力支撑新能源高比例接入背景下的电力系统安全稳定运行。通过构网型装备的规模化应用，可以在系统层面有效弥补新能源替代同步发电机后造成的惯量和短路容量缺失