河北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計

愛爾蘭DS3項目于2018年完成FFR服務(wù)市場化，支撐70%非同步電源滲透率下電網(wǎng)安全運行。美國得克薩斯州電網(wǎng)提出FFR產(chǎn)品設(shè)計計劃，明確市場交易機(jī)制。英國推進(jìn)新的頻率響應(yīng)服務(wù)市場機(jī)制，北歐電網(wǎng)明確FFR技術(shù)要求，未來將實現(xiàn)統(tǒng)一市場。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)時間（0.25~2秒）、持續(xù)時間（5秒~20分鐘）。德國通過《可再生能源法》要求新能源場站具備FFR能力，推動電網(wǎng)靈活性提升。FFR系統(tǒng)將向更高精度（測頻精度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。系統(tǒng)通過優(yōu)化全場控制速度和通訊速度，提升場站AGC控制效果，降低考核成本。河北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計

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。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(cè)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(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“旁路”方式建立快速頻率響應(yīng)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(yīng)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(fù)荷。試驗結(jié)果顯示，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時間為1.4—1.7s，響應(yīng)時間為1.7—2.1s，調(diào)節(jié)時間為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(jù)AGC指令和快速頻率響應(yīng)指令先后次序和類型進(jìn)行試驗。智慧園區(qū)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)大概多少錢當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時，系統(tǒng)快速增加機(jī)組有功輸出；頻率上升時，快速減少機(jī)組有功輸出。

協(xié)同控制策略實施功率跟蹤控制：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用最大功率跟蹤控制方式，以比較大化利用風(fēng)能。儲能系統(tǒng)則根據(jù)系統(tǒng)功率需求和自身狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整充放電功率，以平滑風(fēng)力發(fā)電的波動。充放電控制：當(dāng)風(fēng)力發(fā)電功率大于負(fù)載需求時，儲能系統(tǒng)充電，儲存多余的電能；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電功率小于負(fù)載需求時，儲能系統(tǒng)放電，補充電能缺口。智能算法應(yīng)用：利用模糊邏輯算法、模型預(yù)測控制（MPC）等智能算法，實現(xiàn)風(fēng)-儲系統(tǒng)內(nèi)部的靈活配合。這些算法根據(jù)實時風(fēng)速、負(fù)載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等信息，動態(tài)調(diào)整控制策略，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度。

接入“一次調(diào)頻”系統(tǒng)是當(dāng)前新能源場站并網(wǎng)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(diào)頻技術(shù)改造有補償支持，場站可根據(jù)改造成本及月積分電量得到補償，因此，具備快速頻率響應(yīng)功能的電站投資收益也更可觀?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)符合《江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調(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)百個場站投運。系統(tǒng)通過快速調(diào)節(jié)新能源場站有功出力，減少對傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻依賴，提升電網(wǎng)靈活性。

新能源場站在風(fēng)電場和光伏電站中，快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多個逆變器或風(fēng)機(jī)的運行，實現(xiàn)有功功率的精細(xì)控制。例如，新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場通過應(yīng)用量云的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)，不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬元/年的考核費用，還通過壓線控制功能，使風(fēng)電場平均每月增發(fā)電量達(dá)到9萬千瓦時，按上網(wǎng)電價0.34元計算，年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬元收益，直接收益總計高達(dá)60萬元/年。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，自動切換運行模式，確保7×24小時穩(wěn)定供電。系統(tǒng)通過壓線控制功能，優(yōu)化風(fēng)電場功率輸出，提升電網(wǎng)消納能力。河北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過優(yōu)化控制策略，減少新能源場站對電網(wǎng)的頻率沖擊，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。河北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)在風(fēng)電場的應(yīng)用中，可與風(fēng)機(jī)健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動，根據(jù)風(fēng)機(jī)健康度評估系數(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?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)自2016年開始籌備新能源場站場級調(diào)頻相關(guān)工作，并于2017年被選為國內(nèi)首批參與調(diào)頻試驗的廠家，在當(dāng)年內(nèi)圓滿完成了快速頻率響應(yīng)的項目開發(fā)、實施及測試，并得到了中國電科院的驗收，有著豐富的調(diào)頻技術(shù)與經(jīng)驗積累。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過中國電科院、新疆電科院、陜西電科院、寧夏電科院等多個專業(yè)機(jī)構(gòu)的驗收認(rèn)證，具備與多個區(qū)域電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)項目實施經(jīng)驗，也是首批執(zhí)行西北調(diào)控[2018]225號文標(biāo)準(zhǔn)并通過驗收的廠家。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)**設(shè)計符合電力標(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)動等多種調(diào)節(jié)控制策略。河北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計