辦公用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)答疑解惑

典型案例與效果寧夏某風(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(guò)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(guò)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。系統(tǒng)需進(jìn)一步優(yōu)化控制算法，減少調(diào)頻過(guò)程中的功率波動(dòng)，提升機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。辦公用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)答疑解惑

協(xié)同控制流程執(zhí)行數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)采集風(fēng)速、負(fù)載需求、儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。狀態(tài)評(píng)估：根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，評(píng)估系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)和未來(lái)趨勢(shì)。策略制定：根據(jù)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，制定協(xié)同控制策略。執(zhí)行控制：將控制策略下發(fā)給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)，執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。反饋調(diào)整：根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)控制策略進(jìn)行反饋調(diào)整，以?xún)?yōu)化系統(tǒng)性能。風(fēng)-儲(chǔ)系統(tǒng)協(xié)同控制的工作原理基于風(fēng)力發(fā)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)的特性互補(bǔ)，通過(guò)智能控制算法實(shí)現(xiàn)兩者之間的協(xié)調(diào)配合，以維持系統(tǒng)的功率平衡和穩(wěn)定運(yùn)行。安徽新一代快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)支持一次調(diào)頻（慣性響應(yīng)）與二次調(diào)頻（AGC）協(xié)同，覆蓋從毫秒級(jí)到分鐘級(jí)的頻率調(diào)節(jié)需求。

FFR系統(tǒng)可**設(shè)計(jì)，符合電力標(biāo)準(zhǔn)，滿足高精度、高頻次調(diào)節(jié)需求。支持多規(guī)約通訊（MODBUS/IEC104），具備8個(gè)以太網(wǎng)口和4個(gè)RS485接口。系統(tǒng)具備斷電保護(hù)功能，斷電后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保持時(shí)間不小于72小時(shí)。通過(guò)中國(guó)電科院、新疆電科院等多機(jī)構(gòu)驗(yàn)收認(rèn)證，具備多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。在風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用中，F(xiàn)FR系統(tǒng)可與AGC協(xié)調(diào)控制，提升場(chǎng)站AGC控制效果，降低考核。七、挑戰(zhàn)與未來(lái)新能源機(jī)組調(diào)頻缺乏向上調(diào)節(jié)能力，需通過(guò)加配儲(chǔ)能或減載運(yùn)行實(shí)現(xiàn)，增加投資成本。大容量直流閉鎖擾動(dòng)下，受端系統(tǒng)需依靠安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)切負(fù)荷保障頻率安全?？焖僬{(diào)頻資源缺乏市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，制約FFR技術(shù)推廣。未來(lái)FFR市場(chǎng)構(gòu)建需縮短交易周期，分應(yīng)用場(chǎng)景挖掘潛在資源，如送端系統(tǒng)側(cè)重高頻問(wèn)題，受端系統(tǒng)側(cè)重低頻問(wèn)題。FFR與一次調(diào)頻、二次調(diào)頻協(xié)同工作，共同構(gòu)成電網(wǎng)頻率控制的“三道防線”。

西北某20MW光伏電站進(jìn)行了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)改造試點(diǎn)。該電站共20個(gè)子陣，每個(gè)子陣含2臺(tái)500kW光伏逆變器，2臺(tái)逆變器交流側(cè)出口通過(guò)1臺(tái)三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了并聯(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)，新增加的快速頻率響應(yīng)控制器與AGC系統(tǒng)并聯(lián)，二者之間相互通信，并與光伏箱變通信單元通信。通過(guò)“旁路”方式建立快速頻率響應(yīng)控制通道，降低了對(duì)原AGC控制系統(tǒng)的影響，同時(shí)具有快速頻率響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。在頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)中，通過(guò)頻率信號(hào)發(fā)生器輸入頻率階躍擾動(dòng)信號(hào)。對(duì)于頻率階躍下擾試驗(yàn)，通過(guò)AGC現(xiàn)地限制15%功率；對(duì)于頻率階躍上擾試驗(yàn)，不限負(fù)荷。試驗(yàn)結(jié)果顯示，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、火電機(jī)組?？焖兕l率響應(yīng)與AGC協(xié)調(diào)試驗(yàn)在特定工況下開(kāi)展，采用頻率信號(hào)發(fā)生器輸出頻率階躍擾動(dòng)信號(hào)，根據(jù)AGC指令和快速頻率響應(yīng)指令先后次序和類(lèi)型進(jìn)行試驗(yàn)。未來(lái)，系統(tǒng)將向智能化、協(xié)同化方向發(fā)展，結(jié)合人工智能技術(shù)優(yōu)化調(diào)頻策略。

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)在新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的背景下，快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)裝備，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率偏差并快速調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站有功出力，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)頻率的精細(xì)控制。以下從系統(tǒng)原理、技術(shù)特性、應(yīng)用場(chǎng)景及典型案例四個(gè)維度展開(kāi)分析。系統(tǒng)原理與功能快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)基于有功-頻率下垂控制原理，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率與額定值的偏差，自動(dòng)調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站的有功輸出。當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線快速增加有功輸出；當(dāng)頻率上升時(shí)，系統(tǒng)則減少有功輸出。這一過(guò)程通過(guò)高頻采集并網(wǎng)點(diǎn)三相電流（CT）和電壓（PT）信號(hào)，計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)頻率值，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)。例如，在西北某風(fēng)電場(chǎng)改造項(xiàng)目中，系統(tǒng)通過(guò)快速頻率響應(yīng)控制柜，實(shí)現(xiàn)了頻率升高時(shí)減出力、頻率降低時(shí)增出力的精細(xì)調(diào)節(jié)，滿足了電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)快速頻率響應(yīng)的要求。系統(tǒng)具備防逆流智能控制、反孤島保護(hù)等功能，增強(qiáng)新能源場(chǎng)站的安全運(yùn)行能力。北京工業(yè)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

多能互補(bǔ)調(diào)頻系統(tǒng)將成為發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)火電、水電、儲(chǔ)能的聯(lián)合調(diào)頻，提升整體調(diào)頻能力。辦公用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)答疑解惑

愛(ài)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(guó)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(guó)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(lái)將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一市場(chǎng)。國(guó)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(guó)通過(guò)《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?xún)?yōu)化，提升調(diào)頻效果。辦公用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)答疑解惑