Grid-Forming vs Grid-Following PCS：项目用户需要了解的关键差异
随着储能系统（ESS）逐渐成为工商业及电力系统中的核心资产，PCS（Power Conversion System，功率变换系统） 已不再只是一个简单的 DC/AC 转换设备，而是被视为决定储能系统如何与电网、本地负载以及其他分布式能源（DER）交互的控制中枢。
在现代 PCS 技术中，Grid-Following（跟网型） 与 Grid-Forming（构网型） 控制架构之间的差异，是最重要、但也最容易被误解的概念之一。
对于项目业主、EPC 和投资方而言，理解这一差异至关重要。PCS 选择将直接影响储能系统的稳定性、韧性、可扩展性、并网适应能力以及长期投资回报率（ROI）。
本文将从项目业主视角出发，系统讲解 Grid-Following 与 Grid-Forming PCS 的工作原理、适用场景，以及在实际储能项目中选择 PCS 时应重点考虑的因素。
什么是 PCS（功率变换系统）？
PCS 是电池系统（直流侧）与电网或负载（交流侧）之间的关键接口。除了基础的电能转换功能外，现代 PCS 还承担着以下核心职责：
有功与无功功率控制
电压与频率调节
并网同步控制
电能质量管理
并网 / 离网 / 混合模式的无缝切换
多能源系统下的整体稳定性保障
PCS 采用的控制理念，决定了其属于 Grid-Following 还是 Grid-Forming 类型。
什么是 Grid-Following PCS（跟网型 PCS）？
定义
Grid-Following PCS 通过同步已有电网的电压和频率运行。它实时测量电网参数，并按照电网状态注入电流。
简单来说：
Grid-Following PCS 必须依赖一个稳定存在的电网才能正常工作。
它默认电压和频率已经由公共电网或其他构网型电源（如同步发电机）建立。
Grid-Following 的工作方式
Grid-Following PCS 通常采用 锁相环（PLL） 来跟踪电网的电压与频率，在完成同步后，实现：
有功功率（kW）控制
无功功率（kVar）调节
但它并不主动建立或维持系统电压与频率。
Grid-Following PCS 的典型应用场景
并网型工商业储能系统
削峰填谷与电价套利项目
稳定电网条件下的光伏 + 储能系统
电网长期可用的应用场景
Grid-Following PCS 的优势
技术成熟，应用广泛
系统复杂度相对较低
适用于纯并网场景，成本较优
被电网公司与 EPC 普遍接受
Grid-Following PCS 的局限性
无法在无电网条件下运行
在弱电网环境下性能受限
不具备黑启动能力
不适合孤岛或完全离网系统
对于强调供电韧性和电网独立性的项目而言，这些限制往往成为关键瓶颈。
什么是 Grid-Forming PCS（构网型 PCS）？
定义
Grid-Forming PCS 能够主动建立并调节系统的电压和频率。它不是“跟随”电网，而是自身就像一个电源，类似于“虚拟同步发电机”。
简单理解：
Grid-Forming PCS 可以“构建电网”，而不是依赖电网。
Grid-Forming 的工作原理
Grid-Forming PCS 通常基于先进控制算法，例如：
虚拟同步发电机（VSG）
下垂控制（Droop Control）
虚拟惯量控制
这些算法使 PCS 能够：
主动建立系统电压和频率
与其他能源设备动态分担负载
在负载突变时保持系统稳定
支持黑启动和离网运行
Grid-Forming PCS 的典型应用场景
离网或孤岛型微电网
并网 / 离网混合系统
弱电网或电网不稳定地区
数据中心及关键基础设施
高比例可再生能源系统
Grid-Forming PCS 的优势
实现真正的离网运行能力
支持黑启动功能
显著提升系统整体稳定性
非常适合微电网和混合系统
更符合未来电网的发展趋势
Grid-Forming PCS 面临的挑战
控制逻辑更复杂
对系统设计和调试要求更高
需要更强的系统级工程能力
初期投资成本相对略高
但在多数项目中，这些挑战往往会被长期运行收益和系统价值所抵消。
Grid-Forming 与 Grid-Following 的核心差异
相比单纯的技术参数对比，项目业主更需要理解两者在实际运行结果上的差异。
Grid-Following PCS 完全依赖已有电网来提供电压和频率，它负责功率输出，但不对系统稳定性承担责任。在强电网条件下，这种方式高效且经济；但在弱电网或不稳定电网环境中，其运行性能会明显下降。
Grid-Forming PCS 则主动承担系统电压与频率的建立与维持责任。由于其以“电压源”方式运行，即使在公共电网不可用或不稳定的情况下，也能维持系统稳定运行，实现黑启动、平滑孤岛切换以及可靠的离网或混合运行。
从项目业主角度来看，核心区别在于：Grid-Following 假设电网稳定，而 Grid-Forming 本身就是稳定性的提供者。
为什么这一选择对项目业主至关重要？
1. 系统韧性与供电可靠性
当项目所在区域存在停电、电压波动或电网不稳定风险时，Grid-Forming PCS 能显著提升系统韧性。
2. 未来电网要求
随着可再生能源渗透率不断提高，越来越多的电网开始要求分布式能源具备构网和支撑电网的能力。
提前选择 Grid-Forming PCS，可有效降低未来改造成本。
3. 微电网与混合运行需求
凡是存在离网运行需求（即便只是短时）的项目，Grid-Forming PCS 都是不可或缺的核心设备。
4. ROI 与全生命周期价值
尽管 Grid-Forming PCS 初始投入略高，但通常能够带来：
更高的系统可用率
更少的运行限制
更丰富的收益模式
更低的长期系统风险
这些因素最终会转化为更优的全生命周期投资回报率。
Grid-Following 与 Grid-Forming 能否共存？
答案是肯定的。在越来越多的先进储能系统中，混合控制架构正在成为主流：
由 Grid-Forming PCS 建立电压与频率
由 Grid-Following PCS 负责功率优化输出
通过高性能 EMS 的统一协调，可同时实现系统稳定性与经济性的最优平衡。
项目业主在选择 PCS 时应关注的问题
在 PCS 选型阶段，建议重点向供应商确认以下问题：
PCS 是否支持 Grid-Forming 运行模式？
是否支持并网与离网之间的无缝切换？
PCS 在弱电网条件下的运行表现如何？
采用了哪些控制算法（VSG、下垂控制、虚拟惯量等）？
PCS 选型将如何影响系统安全性和 ROI？
结论
Grid-Following 与 Grid-Forming PCS 的选择，早已不只是一个技术细节问题，而是一项战略性决策。
它直接影响储能系统的韧性、灵活性、电网适应能力以及项目的长期经济回报。
对于传统、纯并网应用，Grid-Following PCS 依然是可行方案；但对于追求高可靠性、可扩展性和未来适应能力的项目，Grid-Forming PCS 正逐步成为首选。
真正理解这一差异并在项目早期合理规划的业主，将更有能力最大化其储能资产的长期价值。