山西快速頻率響應系統(tǒng)技術

一、系統(tǒng)構成與特性分析風力發(fā)電系統(tǒng)特性：發(fā)電功率受風速影響，具有間歇性和波動性?？刂品绞剑和ǔ２捎米畲蠊β庶c跟蹤（MPPT）控制，以比較大化利用風能。限制：在風速突變或電網需求變化時，無法快速調整輸出功率。儲能系統(tǒng)類型：常見為電池儲能（如鋰電池、液流電池），具有快速充放電能力。系統(tǒng)構成與特性分析風力發(fā)電系統(tǒng)特性：可平滑功率波動，提供短時功率支撐，響應時間通常在毫秒至秒級。功能：在風力發(fā)電過剩時充電，在功率不足時放電。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。山西快速頻率響應系統(tǒng)技術

快速頻率響應系統(tǒng)在風電場的應用中，可與風機健康度管理系統(tǒng)聯動，根據風機健康度評估系數，提高健康度較高機組的調頻權重系數，避免亞健康狀態(tài)風機機組的損耗加劇?？焖兕l率響應系統(tǒng)自2016年開始籌備新能源場站場級調頻相關工作，并于2017年被選為國內首批參與調頻試驗的廠家，在當年內圓滿完成了快速頻率響應的項目開發(fā)、實施及測試，并得到了中國電科院的驗收，有著豐富的調頻技術與經驗積累?？焖兕l率響應系統(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)機構的驗收認證，具備與多個區(qū)域電網轄區(qū)內項目實施經驗，也是首批執(zhí)行西北調控[2018]225號文標準并通過驗收的廠家?？焖兕l率響應系統(tǒng)**設計符合電力標準的產品，滿足高精度、高頻次的快速頻率調節(jié)性能要求。快速頻率響應系統(tǒng)支持變槳、慣量、變槳+慣量聯動等多種調節(jié)控制策略。甘肅快速頻率響應系統(tǒng)價位系統(tǒng)具備防逆流智能控制、反孤島保護等功能，增強新能源場站的安全運行能力。

以西北電網風電調頻為例，新能源調頻技術指標要求并網點數據刷新周期≤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%；而量云產品指標更優(yōu)，并網點數據刷新周期≤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)可采集并網點CT&PT模擬量信號，計算并網點電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、序分量、不平衡電壓等，同時能對采集數據、計算數據以及策略數據進行存儲。快速頻率響應系統(tǒng)控制點選擇靈活，可根據不同風電場的拓撲結構，合理選擇控制點，以滿足電網和用戶的要求，可以選擇高壓側或者低壓側，滿足電網對風電場調頻和調壓功能的考核。

控制信號與響應類型快速頻率響應系統(tǒng)通常包括慣量響應與一次調頻響應。慣量響應以頻率的導數為控制信號，模擬同步發(fā)電機轉子轉動特性；一次調頻響應以頻率偏差為控制信號，使風機具備與同步發(fā)電機類似的功頻靜特性。風機減載運行策略快速頻率響應的完全實現基于減載運行，以保證風機具備上調備用。常見策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過控制風機轉速偏離最大功率運行點，限制有功功率輸出，減載量取決于風機偏離最大功率跟蹤點的程度。該方法可分為超速減載與減速減載，其中超速減載在保證風機轉速穩(wěn)定性上更具優(yōu)勢。調速器爬坡率與機組出力約束在快速頻率響應過程中，調速器的爬坡率隨時間變化。在響應起始幾秒鐘，爬坡率較大，之后逐漸減小。在幾秒時間范圍內，可用到達頻率比較低點所對應的爬坡率代替整個階段的爬坡率，為系統(tǒng)頻率調整留有裕量。同時，常規(guī)調頻機組的輸出功率應小于機組出力的比較大限額值。隨著新能源裝機規(guī)模不斷提高，快速頻率響應系統(tǒng)的推廣應用對促進新能源的健康發(fā)展意義重大。

典型案例與效果寧夏某風電場改造項目銳電科技牽頭完成了該風場一次調頻技改項目的實施工作，并順利通過了寧夏電科院《西北電網新能源場站快速頻率響應功能入網試驗》。試驗證明，銳電科技“快速頻率響應系統(tǒng)”能夠滿足該地區(qū)對風電場快速頻率響應的要求，為西北和東北地區(qū)多個風電場一次調頻和AGC/AVC技改項目提供了成功范例。西北某20MW光伏電站試點改造該電站通過并聯式快速頻率響應控制技術，實現了光伏電站在頻率階躍擾動、一次調頻與AGC協(xié)調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頻滯后時間為1.4～1.7秒，響應時間為1.7～2.1秒，調節(jié)時間為1.7～2.1秒，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組和火電機組，為后續(xù)光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調節(jié)提供了有益的工程探索。通過設計符合電力標準的產品，系統(tǒng)實現與多個區(qū)域電網轄區(qū)內項目的成功實施?？焖兕l率響應系統(tǒng)有什么

系統(tǒng)通過壓線控制功能，優(yōu)化風電場功率輸出，提升電網消納能力。山西快速頻率響應系統(tǒng)技術

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)計數據保持時間不小于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)域電網項目實施經驗。在風電場應用中，FFR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，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?？焖僬{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，共同構成電網頻率控制的“三道防線”。山西快速頻率響應系統(tǒng)技術