新款快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)

愛爾蘭DS3項(xiàng)目于2018年完成FFR服務(wù)市場(chǎng)化，支撐70%非同步電源滲透率下電網(wǎng)安全運(yùn)行。美國得克薩斯州電網(wǎng)提出FFR產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)劃，明確市場(chǎng)交易機(jī)制。英國推進(jìn)新的頻率響應(yīng)服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制，北歐電網(wǎng)明確FFR技術(shù)要求，未來將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一市場(chǎng)。國際FFR產(chǎn)品要求包含觸發(fā)條件（頻率偏差0.2%~2%）、響應(yīng)時(shí)間（0.25~2秒）、持續(xù)時(shí)間（5秒~20分鐘）。德國通過《可再生能源法》要求新能源場(chǎng)站具備FFR能力，推動(dòng)電網(wǎng)靈活性提升。FFR系統(tǒng)將向更高精度（測(cè)頻精度0.0001Hz）、更快響應(yīng)（響應(yīng)周期≤50ms）方向發(fā)展。人工智能技術(shù)將應(yīng)用于FFR控制策略優(yōu)化，提升調(diào)頻效果。某風(fēng)電場(chǎng)通過應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)頻率階躍擾動(dòng)下一次調(diào)頻滯后時(shí)間1.4～1.7秒，響應(yīng)時(shí)間1.7～2.1秒。新款快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)

接入“一次調(diào)頻”系統(tǒng)是當(dāng)前新能源場(chǎng)站并網(wǎng)的必備條件，合格的系統(tǒng)能夠讓場(chǎng)站避免考核。有些省份對(duì)新能源電站一次調(diào)頻技術(shù)改造有補(bǔ)償支持，場(chǎng)站可根據(jù)改造成本及月積分電量得到補(bǔ)償，因此，具備快速頻率響應(yīng)功能的電站投資收益也更可觀。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)符合《江蘇電網(wǎng)新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)范》要求，具備高精度頻率采集（≤±0.05Hz）、快速閉環(huán)響應(yīng)（周期≤200ms）及多規(guī)約通訊能力。自2020年起，中國多地電網(wǎng)強(qiáng)制要求新能源場(chǎng)站配置快頻裝置，截至2021年，國能日新系統(tǒng)已在西北、蒙東、華中等地區(qū)數(shù)百個(gè)場(chǎng)站投運(yùn)。新款快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)屬于有差調(diào)節(jié)，能在二次調(diào)頻（AGC）前快速回拉頻率，減小波動(dòng)影響。

寧夏某風(fēng)電場(chǎng)改造項(xiàng)目銳電科技牽頭完成了該風(fēng)場(chǎng)一次調(diào)頻技改項(xiàng)目的實(shí)施工作，并順利通過了寧夏電科院《西北電網(wǎng)新能源場(chǎng)站快速頻率響應(yīng)功能入網(wǎng)試驗(yàn)》。試驗(yàn)證明，銳電科技“快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)”能夠滿足該地區(qū)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)快速頻率響應(yīng)的要求，為西北和東北地區(qū)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻和AGC/AVC技改項(xiàng)目提供了成功范例。西北某20MW光伏電站試點(diǎn)改造該電站通過并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動(dòng)、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。改造后，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時(shí)間為1.4～1.7秒，響應(yīng)時(shí)間為1.7～2.1秒，調(diào)節(jié)時(shí)間為1.7～2.1秒，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組和火電機(jī)組，為后續(xù)光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)提供了有益的工程探索。

新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目背景：該風(fēng)電場(chǎng)由25臺(tái)2MW明陽風(fēng)電機(jī)組組成，根據(jù)電網(wǎng)要求進(jìn)行快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)改造。系統(tǒng)配置：采用量云的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)，包括**服務(wù)器、高速測(cè)頻裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。應(yīng)用效果：為業(yè)主節(jié)省了24萬元/年的考核費(fèi)用。通過壓線控制功能，風(fēng)電場(chǎng)平均每月增發(fā)電量達(dá)到9萬千瓦時(shí)，年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬元收益。直接收益總計(jì)高達(dá)60萬元/年。西北某20MW光伏電站項(xiàng)目背景：該光伏電站共20個(gè)子陣，每個(gè)子陣含2臺(tái)500kW光伏逆變器，進(jìn)行快速頻率響應(yīng)控制功能改造。技術(shù)方案：采用并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù)，在光伏電站原有的AGC控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增一套**快速頻率響應(yīng)控制系統(tǒng)。應(yīng)用效果：在頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)中，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時(shí)間為1.4～1.7s，響應(yīng)時(shí)間為1.7～2.1s，調(diào)節(jié)時(shí)間為1.7～2.1s，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組和火電機(jī)組。實(shí)現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動(dòng)、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率波動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)新能源機(jī)組出力，在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)功率增減。

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)在風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用中，可與風(fēng)機(jī)健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)風(fēng)機(jī)健康度評(píng)估系數(shù)，提高健康度較高機(jī)組的調(diào)頻權(quán)重系數(shù)，避免亞健康狀態(tài)風(fēng)機(jī)機(jī)組的損耗加劇。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)自2016年開始籌備新能源場(chǎng)站場(chǎng)級(jí)調(diào)頻相關(guān)工作，并于2017年被選為國內(nèi)首批參與調(diào)頻試驗(yàn)的廠家，在當(dāng)年內(nèi)圓滿完成了快速頻率響應(yīng)的項(xiàng)目開發(fā)、實(shí)施及測(cè)試，并得到了中國電科院的驗(yàn)收，有著豐富的調(diào)頻技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)積累?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)通過中國電科院、新疆電科院、陜西電科院、寧夏電科院等多個(gè)專業(yè)機(jī)構(gòu)的驗(yàn)收認(rèn)證，具備與多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，也是首批執(zhí)行西北調(diào)控[2018]225號(hào)文標(biāo)準(zhǔn)并通過驗(yàn)收的廠家?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)**設(shè)計(jì)符合電力標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，滿足高精度、高頻次的快速頻率調(diào)節(jié)性能要求?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動(dòng)等多種調(diào)節(jié)控制策略?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)的并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms，測(cè)頻精度≤0.003Hz，控制周期≤1秒。河北智慧園區(qū)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

通過快速頻率響應(yīng)，系統(tǒng)可降低新能源場(chǎng)站的AGC考核，提升電站經(jīng)濟(jì)效益。新款快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)

一、系統(tǒng)構(gòu)成與特性分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)特性：發(fā)電功率受風(fēng)速影響，具有間歇性和波動(dòng)性。控制方式：通常采用最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制，以比較大化利用風(fēng)能。限制：在風(fēng)速突變或電網(wǎng)需求變化時(shí)，無法快速調(diào)整輸出功率。儲(chǔ)能系統(tǒng)類型：常見為電池儲(chǔ)能（如鋰電池、液流電池），具有快速充放電能力。系統(tǒng)構(gòu)成與特性分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)特性：可平滑功率波動(dòng)，提供短時(shí)功率支撐，響應(yīng)時(shí)間通常在毫秒至秒級(jí)。功能：在風(fēng)力發(fā)電過剩時(shí)充電，在功率不足時(shí)放電。新款快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)