智能化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

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。以下是詳細(xì)的工作原理描述：一、系統(tǒng)構(gòu)成與特性風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率受到風(fēng)速大小的限制，而風(fēng)能固有的間歇性和波動(dòng)性使單一的風(fēng)能發(fā)電具有很大的波動(dòng)性。儲(chǔ)能系統(tǒng)：儲(chǔ)能系統(tǒng)（如電池儲(chǔ)能）具有快速充放電能力，可以平滑風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)，并在需要時(shí)提供額外的功率支持。二、協(xié)同控制目標(biāo)功率平衡：通過(guò)協(xié)同控制，確保風(fēng)力發(fā)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)的總輸出功率滿足負(fù)載需求，維持系統(tǒng)的功率平衡。穩(wěn)定運(yùn)行：減少因風(fēng)速波動(dòng)引起的功率波動(dòng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)壓線控制功能，優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)功率輸出，提升電網(wǎng)消納能力。智能化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，新能源（如風(fēng)電、光伏）在電力系統(tǒng)中的占比不斷提高。然而，新能源發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，給電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)作為一種有效的調(diào)頻手段，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率偏差，并快速調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站的有功功率輸出，抑制頻率波動(dòng)，維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。因此，深入研究快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)對(duì)于保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)也稱為一次調(diào)頻系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，頻率是衡量發(fā)電端有功出力和用戶端負(fù)荷消耗供需平衡關(guān)系的重要指標(biāo)。當(dāng)發(fā)電端有功出力大于用戶端負(fù)荷消耗時(shí)，頻率偏高；反之，頻率偏低。只有供需基本平衡時(shí)，頻率才會(huì)穩(wěn)定在額定值（如50Hz）左右，此時(shí)常規(guī)電器設(shè)備才能比較大效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)以電力系統(tǒng)頻率為調(diào)控目標(biāo)，通過(guò)主動(dòng)控制機(jī)組有功功率的增減，限制電網(wǎng)頻率變化，使電網(wǎng)頻率維持穩(wěn)定。青海快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)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。

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)測(cè)量及計(jì)算精度方面，電壓測(cè)量精度為0.2s級(jí)（當(dāng)輸入電壓模擬量的值在20%—120%額定值時(shí)），電流測(cè)量精度為0.2s級(jí)（當(dāng)輸入電流模擬量的值在20%—120%額定值時(shí)），無(wú)功功率準(zhǔn)確度為0.5級(jí)（當(dāng)電壓、電流的夾角在0°—+60°及0°—-30°范圍內(nèi)變化時(shí)），功率因數(shù)準(zhǔn)確度為0.002?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)源的要求方面，波形為正弦波，總畸變率要小于5%，頻率為50Hz，偏差為10%。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)其它參數(shù)方面，通訊協(xié)議支持MODBUS/IEC104，有8個(gè)以太網(wǎng)口，4個(gè)RS485接口，整系統(tǒng)功率損耗<100W，CT原邊功耗<0.4VA，PT輸入阻抗>500kΩ。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)安全性能符合標(biāo)準(zhǔn)GB14598.27-2008，電磁兼容性符合標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4，電氣絕緣性能符合標(biāo)準(zhǔn)IEC60255-5，具有斷電保護(hù)功能，斷電后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保持時(shí)間不小于72h。

以西北電網(wǎng)風(fēng)電調(diào)頻為例，新能源調(diào)頻技術(shù)指標(biāo)要求并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms，測(cè)頻精度0.003Hz，控制周期≤1s，響應(yīng)滯后時(shí)間thx≤2s，響應(yīng)時(shí)間t0.9≤12s，調(diào)節(jié)時(shí)間ts≤15s，控制偏差≤2%；而量云產(chǎn)品指標(biāo)更優(yōu)，并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms，測(cè)頻精度0.001Hz，控制周期≤200ms，響應(yīng)滯后時(shí)間thx≤1s，響應(yīng)時(shí)間t0.9≤5s，調(diào)節(jié)時(shí)間ts≤7s，控制偏差≤1%。在新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場(chǎng)改造項(xiàng)目中，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(wàn)/年的考核費(fèi)用，而且通過(guò)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(wàn)千瓦時(shí)，按上網(wǎng)電價(jià)0.34元計(jì)算，年增發(fā)電量給業(yè)主帶來(lái)至少36萬(wàn)收益，直接收益總計(jì)高達(dá)60萬(wàn)元/年?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)可采集并網(wǎng)點(diǎn)CT&PT模擬量信號(hào)，計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、序分量、不平衡電壓等，同時(shí)能對(duì)采集數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)以及策略數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)控制點(diǎn)選擇靈活，可根據(jù)不同風(fēng)電場(chǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理選擇控制點(diǎn)，以滿足電網(wǎng)和用戶的要求，可以選擇高壓側(cè)或者低壓側(cè)，滿足電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)調(diào)頻和調(diào)壓功能的考核。系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化全場(chǎng)控制速度和通訊速度，提升場(chǎng)站AGC控制效果，降低考核成本。

高精度與快速性頻率測(cè)量精度可達(dá)±0.002Hz，采樣周期≤50ms，確保對(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)時(shí)功能，保證事件記錄和數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間同步性。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將與更多新型設(shè)備集成，提升調(diào)頻性能。貴州快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)推廣

某風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)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。智能化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

新疆達(dá)坂城某50MW風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用FFR系統(tǒng)后，年節(jié)省考核費(fèi)用24萬(wàn)元，增發(fā)電量收益36萬(wàn)元，直接收益達(dá)60萬(wàn)元。寧夏某風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)銳電科技FFR系統(tǒng)改造，順利通過(guò)寧夏電科院入網(wǎng)試驗(yàn)，滿足西北電網(wǎng)調(diào)頻要求。澳大利亞NEM市場(chǎng)FFR服務(wù)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，電池儲(chǔ)能通過(guò)提供FFR服務(wù)獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。2016年澳大利亞南澳電網(wǎng)“9·28”大停電后，F(xiàn)FR服務(wù)成為提升電網(wǎng)抗擾動(dòng)能力的重要手段。中國(guó)某風(fēng)電場(chǎng)在FFR改造過(guò)程中，檢修了發(fā)電能力低下的機(jī)組，優(yōu)化了通信不良的設(shè)備，提升了全場(chǎng)控制速度。智能化快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)