高精度與快速性頻率測量精度可達(dá)±0.002Hz,采樣周期≤50ms,確保對頻率變化的精細(xì)捕捉。閉環(huán)響應(yīng)周期≤200ms,滿足電網(wǎng)對快速調(diào)頻的需求。靈活性與兼容性支持多種控制點(diǎn)選擇(如高壓側(cè)或低壓側(cè)),適應(yīng)不同場站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。支持多種通信規(guī)約(如IEC103、IEC104、Modbus TCP),便于與現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)集成。安全與可靠性具備防逆流、反孤島保護(hù)等功能,確保設(shè)備在異常工況下的安全運(yùn)行。采用GPS對時功能,保證事件記錄和數(shù)據(jù)記錄的時間同步性。系統(tǒng)響應(yīng)滯后時間(thx)≤1秒,響應(yīng)時間(t0.9)≤2秒,調(diào)節(jié)時間(ts)≤12秒,控制偏差≤2%。廣西信息化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
未來快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將結(jié)合人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)頻策略的優(yōu)化。通過實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和新能源發(fā)電特性,系統(tǒng)能夠自動調(diào)整調(diào)頻參數(shù)和控制策略,提升系統(tǒng)在不同工況下的響應(yīng)性能。例如,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,預(yù)測電網(wǎng)頻率變化趨勢,提前調(diào)整新能源場站的有功輸出,實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的調(diào)頻控制??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)將與儲能、需求響應(yīng)等資源協(xié)同工作,形成多能互補(bǔ)的調(diào)頻體系。儲能系統(tǒng)具有快速充放電能力,能夠在短時間內(nèi)提供或吸收大量功率,與快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)配合,能夠更好地應(yīng)對電網(wǎng)頻率波動。需求響應(yīng)資源通過調(diào)整用戶的用電行為,參與電網(wǎng)調(diào)頻,與快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)協(xié)同工作,能夠進(jìn)一步提高電網(wǎng)的調(diào)頻能力。例如,在電網(wǎng)頻率下降時,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)新能源場站增加有功輸出,同時儲能系統(tǒng)放電,需求響應(yīng)資源減少部分非關(guān)鍵負(fù)荷,共同維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。廣東快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)某光伏電站通過并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)頻率階躍擾動下的快速響應(yīng),性能優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)組。
新能源場站風(fēng)電場:在風(fēng)電場中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多臺風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)有功功率的精細(xì)控制。例如,寧夏某風(fēng)電場通過應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),順利通過了寧夏電科院的入網(wǎng)試驗,驗證了系統(tǒng)在風(fēng)電場中的有效性。光伏電站:在光伏電站中,系統(tǒng)可整合多個逆變器的輸出,實(shí)現(xiàn)頻率的快速響應(yīng)。例如,西北某20MW光伏電站通過并聯(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、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。微電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為**控制設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷的協(xié)同運(yùn)行和能量管理。
例如,在偏遠(yuǎn)地區(qū)供電場景中,系統(tǒng)可整合風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),根據(jù)電價波動和負(fù)荷需求,自動切換運(yùn)行模式,確保7×24小時穩(wěn)定供電。儲能系統(tǒng)可與快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)配合,提供短時慣量響應(yīng)和頻率支撐,提升電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性。工業(yè)園區(qū)與商業(yè)綜合體在工業(yè)園區(qū)或商業(yè)綜合體中,系統(tǒng)可協(xié)調(diào)和管理園區(qū)內(nèi)的分布式電源和儲能系統(tǒng),降低用電成本,提高能源利用效率。例如,通過快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),園區(qū)可在用電高峰時段減少對主網(wǎng)的依賴,優(yōu)先使用分布式電源和儲能系統(tǒng)的電能。價值創(chuàng)造與經(jīng)濟(jì)效益減少考核費(fèi)用:通過快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),新能源場站可避免因頻率波動導(dǎo)致的考核罰款。例如,新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場通過應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),為業(yè)主節(jié)省了24萬元/年的考核費(fèi)用。增加發(fā)電收益:系統(tǒng)通過壓線控制功能,優(yōu)化風(fēng)電場或光伏電站的發(fā)電效率,增加發(fā)電量。例如,該風(fēng)電場平均每月增發(fā)電量達(dá)到9萬千瓦時,年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬元收益。提升電網(wǎng)穩(wěn)定性:快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過快速調(diào)節(jié)有功出力,支撐電網(wǎng)頻率穩(wěn)定,減少頻率波動對電網(wǎng)和用戶的影響,提升電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性。光伏電站通過增加快速頻率響應(yīng)控制功能,可實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定參與一次調(diào)頻,性能優(yōu)于傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組。
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過接入并網(wǎng)點(diǎn)(變高)側(cè)三相CT、PT,高頻采集并網(wǎng)點(diǎn)頻率及電氣量,經(jīng)過計算得到高精度的并網(wǎng)頻率值。當(dāng)電網(wǎng)頻率偏離額定值時,系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線,快速調(diào)節(jié)機(jī)組的有功輸出。具體來說,當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時,系統(tǒng)根據(jù)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組增加有功輸出;當(dāng)電網(wǎng)頻率上升時,系統(tǒng)根據(jù)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組減小有功輸出。有功—頻率下垂特性通過設(shè)定頻率與有功功率折線函數(shù)實(shí)現(xiàn)。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的**控制策略包括有功—頻率特性曲線計算、響應(yīng)死區(qū)設(shè)定等。以江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)范為例,裝置頻率死區(qū)需≤±0.05Hz,調(diào)差率范圍為2%—6%。在實(shí)際運(yùn)行中,系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù),實(shí)時判斷電網(wǎng)頻率是否達(dá)到調(diào)頻范圍,并根據(jù)調(diào)頻下垂曲線計算目標(biāo)出力,快速調(diào)節(jié)發(fā)電單元。儲能系統(tǒng)通過快速頻率響應(yīng),提供瞬時功率支撐,響應(yīng)時間≤50ms,有效平抑頻率波動。廣西信息化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
新能源場站通過接入并網(wǎng)點(diǎn)側(cè)的CT、PT,經(jīng)高頻采集計算后得到高精度并網(wǎng)頻率值,判斷是否調(diào)頻。廣西信息化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
FFR系統(tǒng)可**設(shè)計,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個以太網(wǎng)口和4個RS485接口。系統(tǒng)具備斷電保護(hù)功能,斷電后統(tǒng)計數(shù)據(jù)保持時間不小于72小時。通過中國電科院、新疆電科院等多機(jī)構(gòu)驗收認(rèn)證,具備多個區(qū)域電網(wǎng)項目實(shí)施經(jīng)驗。在風(fēng)電場應(yīng)用中,F(xiàn)FR系統(tǒng)可與AGC協(xié)調(diào)控制,提升場站AGC控制效果,降低考核。七、挑戰(zhàn)與未來新能源機(jī)組調(diào)頻缺乏向上調(diào)節(jié)能力,需通過加配儲能或減載運(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)頻資源缺乏市場激勵機(jī)制,制約FFR技術(shù)推廣。未來FFR市場構(gòu)建需縮短交易周期,分應(yīng)用場景挖掘潛在資源,如送端系統(tǒng)側(cè)重高頻問題,受端系統(tǒng)側(cè)重低頻問題。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”。廣西信息化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)