天津快速頻率響應系統(tǒng)應用

四、市場與政策中國多地電網強制要求新能源場站配置FFR裝置，未達標將面臨考核費用。部分省份對FFR技術改造提供補償支持，場站可根據改造成本及月積分電量獲得補貼。2021年澳大利亞能源市場委員會（AEMC）將FFR引入國家電力市場（NEM），響應時間要求≤2秒。西北調控[2018]225號文規(guī)定，新能源場站FFR需滿足并網點數據刷新周期≤100ms，測頻精度0.003Hz。國際上，F(xiàn)FR資源包括風電虛擬慣性響應、儲能有功輸出、直流輸電區(qū)外調節(jié)能力等。未來，系統(tǒng)將向智能化、協(xié)同化方向發(fā)展，結合人工智能技術優(yōu)化調頻策略。天津快速頻率響應系統(tǒng)應用

接入“一次調頻”系統(tǒng)是當前新能源場站并網的必備條件，合格的系統(tǒng)能夠讓場站避免考核。有些省份對新能源電站一次調頻技術改造有補償支持，場站可根據改造成本及月積分電量得到補償，因此，具備快速頻率響應功能的電站投資收益也更可觀?？焖兕l率響應系統(tǒng)符合《江蘇電網新能源場站一次調頻技術規(guī)范》要求，具備高精度頻率采集（≤±0.05Hz）、快速閉環(huán)響應（周期≤200ms）及多規(guī)約通訊能力。自2020年起，中國多地電網強制要求新能源場站配置快頻裝置，截至2021年，國能日新系統(tǒng)已在西北、蒙東、華中等地區(qū)數百個場站投運。未來快速頻率響應系統(tǒng)商家系統(tǒng)具備高精度頻率采集能力，精度可達±0.001Hz，滿足電網對頻率穩(wěn)定的嚴格要求。

風-儲系統(tǒng)協(xié)同控制的工作原理主要圍繞風力發(fā)電與儲能系統(tǒng)的特性互補展開，通過智能控制算法實現(xiàn)兩者之間的協(xié)調配合，以維持系統(tǒng)的功率平衡和穩(wěn)定運行，以下是詳細介紹：系統(tǒng)構成與特性分析風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率受風速限制，而風能具有間歇性和波動性，導致單一風能發(fā)電存在較**動。儲能系統(tǒng)（如電池儲能）具有快速充放電能力，可平滑風力發(fā)電的波動，并在需要時提供額外功率支持。協(xié)同控制目標設定功率平衡：確保風力發(fā)電與儲能系統(tǒng)的總輸出功率滿足負載需求，維持系統(tǒng)功率平衡。穩(wěn)定運行：減少因風速波動引起的功率波動，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。優(yōu)化調度：根據電網需求和儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，優(yōu)化風力發(fā)電和儲能系統(tǒng)的調度策略，提高能源利用效率。

協(xié)同控制流程執(zhí)行數據采集：實時采集風速、負載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等數據。狀態(tài)評估：根據采集的數據，評估系統(tǒng)的當前狀態(tài)和未來趨勢。策略制定：根據狀態(tài)評估結果，制定協(xié)同控制策略。執(zhí)行控制：將控制策略下發(fā)給風力發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)，執(zhí)行相應的控制動作。反饋調整：根據系統(tǒng)響應和實時數據，對控制策略進行反饋調整，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。風-儲系統(tǒng)協(xié)同控制的工作原理基于風力發(fā)電與儲能系統(tǒng)的特性互補，通過智能控制算法實現(xiàn)兩者之間的協(xié)調配合，以維持系統(tǒng)的功率平衡和穩(wěn)定運行?？焖兕l率響應系統(tǒng)的控制周期短，通?！?秒，響應滯后時間≤2秒，調節(jié)時間≤15秒。

快速頻率響應系統(tǒng)在新能源大規(guī)模接入電網的背景下，快速頻率響應系統(tǒng)作為保障電網頻率穩(wěn)定的關鍵技術裝備，通過實時監(jiān)測電網頻率偏差并快速調節(jié)新能源場站有功出力，實現(xiàn)了電網頻率的精細控制。以下從系統(tǒng)原理、技術特性、應用場景及典型案例四個維度展開分析。系統(tǒng)原理與功能快速頻率響應系統(tǒng)基于有功-頻率下垂控制原理，通過實時監(jiān)測電網頻率與額定值的偏差，自動調節(jié)新能源場站的有功輸出。當電網頻率下降時，系統(tǒng)根據預設的調頻下垂曲線快速增加有功輸出；當頻率上升時，系統(tǒng)則減少有功輸出。這一過程通過高頻采集并網點三相電流（CT）和電壓（PT）信號，計算并網點頻率值，實現(xiàn)毫秒級響應。例如，在西北某風電場改造項目中，系統(tǒng)通過快速頻率響應控制柜，實現(xiàn)了頻率升高時減出力、頻率降低時增出力的精細調節(jié)，滿足了電網對風電場快速頻率響應的要求?？焖兕l率響應系統(tǒng)在西北電網風電調頻中應用，調節(jié)時間≤7秒，控制偏差≤1%，提升調頻性能。天津快速頻率響應系統(tǒng)應用

快速頻率響應系統(tǒng)需適應新能源場站的高比例接入，提升對復雜電網工況的適應能力。天津快速頻率響應系統(tǒng)應用

西北某20MW光伏電站進行了快速頻率響應系統(tǒng)改造試點。該電站共20個子陣，每個子陣含2臺500kW光伏逆變器，2臺逆變器交流側出口通過1臺三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了并聯(lián)式快速頻率響應控制技術，在光伏電站原有的AGC控制系統(tǒng)基礎上新增一套**快速頻率響應控制系統(tǒng)，新增加的快速頻率響應控制器與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“旁路”方式建立快速頻率響應控制通道，降低了對原AGC控制系統(tǒng)的影響，同時具有快速頻率響應速度快的優(yōu)點。在頻率階躍擾動試驗中，通過頻率信號發(fā)生器輸入頻率階躍擾動信號。對于頻率階躍下擾試驗，通過AGC現(xiàn)地限制15%功率；對于頻率階躍上擾試驗，不限負荷。試驗結果顯示，光伏電站在各工況下一次調頻滯后時間為1.4—1.7s，響應時間為1.7—2.1s，調節(jié)時間為1.7—2.1s，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組、火電機組?？焖兕l率響應與AGC協(xié)調試驗在特定工況下開展，采用頻率信號發(fā)生器輸出頻率階躍擾動信號，根據AGC指令和快速頻率響應指令先后次序和類型進行試驗。天津快速頻率響應系統(tǒng)應用