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。以下是詳細的工作原理描述:一、系統(tǒng)構成與特性風力發(fā)電系統(tǒng):風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率受到風速大小的限制,而風能固有的間歇性和波動性使單一的風能發(fā)電具有很大的波動性。儲能系統(tǒng):儲能系統(tǒng)(如電池儲能)具有快速充放電能力,可以平滑風力發(fā)電的波動,并在需要時提供額外的功率支持。二、協(xié)同控制目標功率平衡:通過協(xié)同控制,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)的功率平衡。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)化調度隨著電力電子技術的發(fā)展,快速頻率響應系統(tǒng)將與更多新型設備集成,提升調頻性能。全自動快速頻率響應系統(tǒng)展示
快速頻率響應系統(tǒng)具備高精度的頻率測量能力,頻率測量精度可達±0.002Hz,采樣周期≤50ms。同時,系統(tǒng)的閉環(huán)響應周期≤200ms,能夠在極短的時間內對電網(wǎng)頻率變化做出響應。例如,量云快速頻率響應系統(tǒng)解決方案中,產(chǎn)品性能參數(shù)并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms,測頻精度0.001Hz,控制周期≤200ms,響應滯后時間thx≤1s,響應時間t0.9≤5s,調節(jié)時間ts≤7s,控制偏差≤1%,遠優(yōu)于西北電網(wǎng)風電調頻的指標要求(并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz,控制周期≤1s,響應滯后時間thx≤2s,響應時間t0.9≤12s,調節(jié)時間ts≤15s,控制偏差≤2%)湖北全自動快速頻率響應系統(tǒng)快速頻率響應系統(tǒng)是一種夠快速感知電網(wǎng)頻率變化,迅速調整發(fā)電或用電功率,以維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。
以西北電網(wǎng)風電調頻為例,新能源調頻技術指標要求并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz,控制周期≤1s,響應滯后時間thx≤2s,響應時間t0.9≤12s,調節(jié)時間ts≤15s,控制偏差≤2%;而量云產(chǎn)品指標更優(yōu),并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms,測頻精度0.001Hz,控制周期≤200ms,響應滯后時間thx≤1s,響應時間t0.9≤5s,調節(jié)時間ts≤7s,控制偏差≤1%。在新疆達坂城地區(qū)某50MW風電場改造項目中,應用量云的快速頻率響應系統(tǒng),不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬/年的考核費用,而且通過壓線控制功能,風電場平均每月增發(fā)電量達到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36萬收益,直接收益總計高達60萬元/年??焖兕l率響應系統(tǒng)可采集并網(wǎng)點CT&PT模擬量信號,計算并網(wǎng)點電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、序分量、不平衡電壓等,同時能對采集數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)以及策略數(shù)據(jù)進行存儲。快速頻率響應系統(tǒng)控制點選擇靈活,可根據(jù)不同風電場的拓撲結構,合理選擇控制點,以滿足電網(wǎng)和用戶的要求,可以選擇高壓側或者低壓側,滿足電網(wǎng)對風電場調頻和調壓功能的考核。
新能源場站(風電、光伏)是FFR的主要應用場景,尤其在西北、華北等高比例新能源并網(wǎng)區(qū)域。儲能系統(tǒng)設備(如電池儲能)通過FFR實現(xiàn)毫秒級功率調節(jié),彌補傳統(tǒng)發(fā)電機慣量不足。澳大利亞NEM市場引入FFR服務,要求響應時間≤2秒,電池儲能成為主要提供者。中國西北電網(wǎng)要求風電場FFR響應時間≤5秒,調節(jié)時間≤7秒,控制偏差≤1%。在風電場中,F(xiàn)FR可與風機健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動,優(yōu)先調用健康度高的機組參與調頻,避免亞健康機組損耗加劇。系統(tǒng)需進一步優(yōu)化控制算法,減少調頻過程中的功率波動,提升機組運行穩(wěn)定性。
FFR系統(tǒng)需接入并網(wǎng)點三相CT、PT,高頻采集電氣量,計算并網(wǎng)點頻率。**硬件包括**服務器(至強處理器,8GB內存,2TB硬盤)、高速測頻裝置、網(wǎng)絡交換機等。軟件模塊包括實時控制監(jiān)測系統(tǒng)、遠程優(yōu)化控制、SCADA接口、故障告警管理等。調頻下垂曲線通過設定頻率與有功功率的折線函數(shù)實現(xiàn),支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動控制策略。系統(tǒng)需滿足高電磁兼容性(IEC61000-4標準)、高電氣絕緣性能(IEC60255-5標準),斷電后數(shù)據(jù)保持時間≥72小時??焖兕l率響應系統(tǒng)廣泛應用于風電、光伏、儲能等新能源場站,提升新能源對電網(wǎng)的友好性。什么快速頻率響應系統(tǒng)有哪些
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。全自動快速頻率響應系統(tǒng)展示
FFR系統(tǒng)可**設計,符合電力標準,滿足高精度、高頻次調節(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、新疆電科院等多機構驗收認證,具備多個區(qū)域電網(wǎng)項目實施經(jīng)驗。在風電場應用中,F(xiàn)FR系統(tǒng)可與AGC協(xié)調控制,提升場站AGC控制效果,降低考核。七、挑戰(zhàn)與未來新能源機組調頻缺乏向上調節(jié)能力,需通過加配儲能或減載運行實現(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)切負荷保障頻率安全。快速調頻資源缺乏市場激勵機制,制約FFR技術推廣。未來FFR市場構建需縮短交易周期,分應用場景挖掘潛在資源,如送端系統(tǒng)側重高頻問題,受端系統(tǒng)側重低頻問題。FFR與一次調頻、二次調頻協(xié)同工作,共同構成電網(wǎng)頻率控制的“三道防線”。全自動快速頻率響應系統(tǒng)展示