国网青岛供电联手清华，建成国内首个定频构网全绿电海岛微电网
大众报业·齐鲁壹点 2026-10-30 14:10:17
在青岛崂山湾，有一座面积仅0.46平方公里的小岛——大管岛。2026年7月，随着一套125千瓦/261千瓦时定频构网储能柜的投运，大管岛成为国内首个基于定频构网技术的全绿电海岛微电网。岛上第一次用上了全天候、有保障的100%绿电。
这背后，是一项来自清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室闵勇教授团队的原创技术——定频构网及有功控制技术，也是国网青岛供电公司联合攻关、推动落地的首个海岛保供示范工程。
从一支交响乐团说什么是“定频构网”
要理解定频构网，先得说清“跟网”和“构网”。
如果把电网比作一支交响乐团，频率就是全团共享的节拍，电压则是大家共用的音准，而功率就是音量。一百多年来，站在指挥位上的始终是同步发电机：它靠自身巨大的转子惯量，稳稳地打出每秒50次的节拍，其他设备都跟着它演奏。
风电、光伏的接入方式不太一样。它们通过变流器并入电网，自身并不会“打拍子”，只能听拍子——先盯住电网电压的相位，再顺着电网的频率输送功率。这种工作方式叫“跟网型”：就像一个耳朵很灵的伴唱，跟着同步发电机这个“指挥”唱得很准，但随着新能源发展，同步发电机的占比越来越少——指挥越少，伴唱越多，节拍就越容易不稳——电网的可靠性会越来越差。
“构网型”走的是另一条路——让变流器自己站到指挥位上：不等别人给节拍，而是主动输出幅值和频率都稳定的交流电压，为周围设备提供节拍参考。落到控制上，就是让变流器像发电机一样对外呈现为“电压源”，而不像跟网设备那样呈现为“电流源”。
构网的用武之地，集中在“没有指挥”或者“指挥太少”的地方：
一是离网场景，海岛、边境牧区、偏远哨所等大电网覆盖不到的地方，微电网里必须有人建立电压和频率，构网电源就是主心骨；
二是弱电网与电网末端，短路容量小、电压支撑弱，新能源送出容易“顶不住”，构网设备可显著提升电网强度；
三是高比例新能源系统，如“沙戈荒”大基地、海上风电、经柔性直流外送的区域电网，惯量稀缺，需要构网设备补上惯量与阻尼；
四是源网荷储一体化、绿电直连园区、零碳园区、数据中心供电等新兴场景，需要灵活可靠的自主组网能力。
反过来看，在大电网坚强、新能源占比不高、以输电为主的地方，跟网型更简单也更经济，构网也并非必需。
但传统构网技术，是让变流器学着指挥的样子打拍子——学得越像，整个乐团一旦发生错拍，变流器会随之越错越严重（发生振荡）甚至失去控制（失稳）；模仿指挥的变流器越多，他们还会相互影响，即发生多机耦合扰动，严重情况下更会导致多机失稳。
定频构网则是换了个方法，不再模仿指挥，而是装上一台有“电子节拍器”，会按照自己的节奏走，节拍不快不慢维持同一个数值——恒频50赫兹。乐手临时加入或提前退场，某个声部忽然唱响或忽然收声，乐团的总音量当然会变，但节拍纹丝不动——所有抢拍、拖拍的扰动，都在这台节拍器内部被消化掉，不会影响整个乐团。甚至在全团哑火之后，它还能敲响第一声定音鼓，把整支乐团重新拉起来，这就是“黑启动”。
音量对应功率，节拍对应频率，音准对应电压：功率随新能源出力和负荷上下起伏，但连接新能源发电设备和电网的变流器被控制成恒频恒压电压源，在设备能力范围内开环运行，与系统实现了“动态解耦”，从源头消除了频率、功角动态与宽频振荡风险。
大管岛：0.46平方公里上的全绿电"海岛样本"
大管岛示范工程，是定频构网技术三个示范工程中的单台区离网示范，也是国网青岛供电公司联合清华大学、长园深瑞继保自动化有限公司、青岛云路先进材料技术股份有限公司建成的全国首个定频构网全绿电海岛保供微网示范项目。
这座0.46平方公里的小岛位于胶东半岛南岸的崂山湾中，岛上淡水丰沛、植被繁茂，鲍鱼、海参、石花菜等海产小有名气，近年来旅游经济日渐红火。但远离陆地也意味着供电可靠性的降低：此前的最大负荷约30千瓦、年用电量约3万度；按照规划，到“十五五”末，全岛最大负荷将增长到约100千瓦、年用电量约10万度。用电需求在涨，供电可靠性却始终是短板。
岛上原有50千瓦分布式光伏和5台10千瓦风机，该项目根据岛上地形、民房分布，依托原有光伏和风电资源，在风光就近部署一套125千瓦/261千瓦时定频构网一体化储能柜，通过400伏低压交流网络构建起风光储多能互补协同运行的离网型微电网，为全岛提供全绿电。
在这个系统中，定频构网储能作为全岛微电网的主电源，以定压定频控制模式运行，实时响应系统功率缺额与盈余，自动充放电实现功率平衡。在新能源电源、负荷波动时主动为系统提供支撑，维持全系统频率保持50赫兹不变。
2026年7月29日，项目团队开展系统频率稳定性专项试验，以测试风机、光伏、储能及负荷功率发生剧烈波动时，系统频率能否维持恒定。试验期间，光伏出力在9.98至20.96千瓦、风机出力在0.54至10.06千瓦间、定频构网储能出力在-11.10至10.15千瓦间大幅波动，而系统频率始终稳定维持恒定，波动幅度仅0.000002赫兹，远低于国家标准允许的±0.2赫兹范围。即在各设备功率发生大幅变化时，频率也未出现任何偏离，充分体现了定频构网技术通过实时平衡功率供需、精准控制频率的能力。
大管岛频率稳定性专项试验：风光储荷功率剧烈波动（左）与系统频率维持恒定（右）
本次试验成功验证了项目的核心技术指标，标志着定频构网技术在海岛场景的大规模应用取得突破，为大管岛及周边海岛提供了可复制的能源解决方案。
大管岛只是起点，新型电力系统建设还在路上
新能源比例快速增长背景下，定频构网技术正以其原创性、颠覆性与可复制性，加快构建定频、强稳定的新型电力系统。
而大管岛，只是青岛在新型电力系统建设这条路上的一个起点。2026年2月，青岛入选全国首批新型电力系统建设能力提升十个试点城市之一，是山东省唯一入选的城市。围绕试点城市建设，国网青岛供电公司构建了“3564”新型电力系统建设体系——聚焦能源生产清洁化、能源配置智能化、能源消费电气化“三化”总要求，构建以高渗透率、高承载力、高可靠性、高智慧性、高经济性“五高”为目标的新型电力系统目标体系，探索“六要协同、四新赋能”建设路径。
在主网侧，青岛正衔接省内特高压“双环网”建设布局，实施跨胶州湾柔性互联工程，推动主网架由“C”型向“O”型转变；在微网侧，大管岛这样的全绿电海岛微电网，正是青岛培育推广智能微电网的典型场景。按照规划，到2030年，青岛新能源装机占比将提升至72%，供电可靠率提升至99.999%，培育推广200个智能微电网项目。
从大管岛的一岛绿电，到全域新型电力系统的成型，青岛正以自己的实践，为能源转型写下可评价、可复制、可推广的“青岛方案”。
大众新闻·齐鲁壹点记者赵波 通讯员 刘梓柒 张志强
责任编辑：管慧晓