北京網(wǎng)絡(luò)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

愛(ài)爾蘭DS3項(xiàng)目于2018年完成FFR服務(wù)市場(chǎng)化，支撐70%非同步電源滲透率下電網(wǎng)安全運(yùn)行。美國(guó)得克薩斯州電網(wǎng)提出FFR產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)劃，明確市場(chǎng)交易機(jī)制。英國(guó)推進(jìn)新的頻率響應(yīng)服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制，北歐電網(wǎng)明確FFR技術(shù)要求，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一市場(chǎng)。國(guó)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(shí)間（0.25~2秒）、持續(xù)時(shí)間（5秒~20分鐘）。德國(guó)通過(guò)《可再生能源法》要求新能源場(chǎng)站具備FFR能力，推動(dòng)電網(wǎng)靈活性提升。FFR系統(tǒng)將向更高精度（測(cè)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)響應(yīng)滯后時(shí)間（thx）≤1秒，響應(yīng)時(shí)間（t0.9）≤2秒，調(diào)節(jié)時(shí)間（ts）≤12秒，控制偏差≤2%。北京網(wǎng)絡(luò)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目背景：該風(fēng)電場(chǎng)由25臺(tái)2MW明陽(yáng)風(fēng)電機(jī)組組成，根據(jù)電網(wǎng)要求進(jìn)行快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)改造。系統(tǒng)配置：采用量云的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)，包括**服務(wù)器、高速測(cè)頻裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。應(yīng)用效果：為業(yè)主節(jié)省了24萬(wàn)元/年的考核費(fèi)用。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)，年增發(fā)電量給業(yè)主帶來(lái)至少36萬(wàn)元收益。直接收益總計(jì)高達(dá)60萬(wàn)元/年。西北某20MW光伏電站項(xiàng)目背景：該光伏電站共20個(gè)子陣，每個(gè)子陣含2臺(tái)500kW光伏逆變器，進(jìn)行快速頻率響應(yīng)控制功能改造。技術(shù)方案：采用并聯(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)。應(yīng)用效果：在頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)中，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時(shí)間為1.4～1.7s，響應(yīng)時(shí)間為1.7～2.1s，調(diào)節(jié)時(shí)間為1.7～2.1s，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組和火電機(jī)組。實(shí)現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動(dòng)、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。北京網(wǎng)絡(luò)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)某50MW風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)后，年增發(fā)電量收益達(dá)36萬(wàn)元，考核費(fèi)用節(jié)省24萬(wàn)元。

典型案例與效果寧夏某風(fēng)電場(chǎng)改造項(xiàng)目銳電科技牽頭完成了該風(fēng)場(chǎng)一次調(diào)頻技改項(xiàng)目的實(shí)施工作，并順利通過(guò)了寧夏電科院《西北電網(wǎng)新能源場(chǎng)站快速頻率響應(yīng)功能入網(wǎng)試驗(yàn)》。試驗(yàn)證明，銳電科技“快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)”能夠滿足該地區(qū)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)快速頻率響應(yīng)的要求，為西北和東北地區(qū)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻和AGC/AVC技改項(xiàng)目提供了成功范例。西北某20MW光伏電站試點(diǎn)改造該電站通過(guò)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(dòng)、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。改造后，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時(shí)間為1.4～1.7秒，響應(yīng)時(shí)間為1.7～2.1秒，調(diào)節(jié)時(shí)間為1.7～2.1秒，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組和火電機(jī)組，為后續(xù)光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)提供了有益的工程探索。

FFR系統(tǒng)可**設(shè)計(jì)，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(gè)以太網(wǎng)口和4個(gè)RS485接口。系統(tǒng)具備斷電保護(hù)功能，斷電后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保持時(shí)間不小于72小時(shí)。通過(guò)中國(guó)電科院、新疆電科院等多機(jī)構(gòu)驗(yàn)收認(rèn)證，具備多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。在風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用中，F(xiàn)FR系統(tǒng)可與AGC協(xié)調(diào)控制，提升場(chǎng)站AGC控制效果，降低考核。七、挑戰(zhàn)與未來(lái)新能源機(jī)組調(diào)頻缺乏向上調(diào)節(jié)能力，需通過(guò)加配儲(chǔ)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(dòng)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(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，制約FFR技術(shù)推廣。未來(lái)FFR市場(chǎng)構(gòu)建需縮短交易周期，分應(yīng)用場(chǎng)景挖掘潛在資源，如送端系統(tǒng)側(cè)重高頻問(wèn)題，受端系統(tǒng)側(cè)重低頻問(wèn)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”。系統(tǒng)通過(guò)快速調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站有功出力，減少對(duì)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。

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%?？焖兕l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?？焖兕l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。隨著新能源裝機(jī)規(guī)模不斷提高，快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用對(duì)促進(jìn)新能源的健康發(fā)展意義重大。河北領(lǐng)祺快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

完善調(diào)頻服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制，明確調(diào)頻服務(wù)定價(jià)與補(bǔ)償機(jī)制，將激發(fā)市場(chǎng)活力，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展。北京網(wǎng)絡(luò)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

光伏電站改造某20MW光伏電站通過(guò)增加快速頻率響應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)了頻率偏差的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和有功功率的快速調(diào)節(jié)。改造后，系統(tǒng)頻率響應(yīng)時(shí)間縮短至200ms以內(nèi)，滿足了電網(wǎng)調(diào)度要求。風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻升級(jí)某風(fēng)電場(chǎng)采用基于倍福工業(yè)化控制系統(tǒng)的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了頻率升高時(shí)快速減出力、頻率降低時(shí)快速增出力的功能，嚴(yán)格按照調(diào)度設(shè)定的曲線運(yùn)行，提升了風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)頻能力。智能化與自適應(yīng)控制未來(lái)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，提升系統(tǒng)在不同工況下的響應(yīng)性能。多能互補(bǔ)與協(xié)同控制快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將與儲(chǔ)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，提升電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)?；瘧?yīng)用隨著相關(guān)技術(shù)規(guī)范的完善，快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將在更多新能源場(chǎng)站中得到推廣應(yīng)用，成為電網(wǎng)調(diào)頻的標(biāo)準(zhǔn)配置。北京網(wǎng)絡(luò)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)