在風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)或光伏逆變器的有功輸出,彌補(bǔ)新能源發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性,提升電網(wǎng)對(duì)新能源的消納能力。例如,在寧夏某風(fēng)電場(chǎng)“快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)”改造項(xiàng)目中,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)要求在特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)可有效應(yīng)對(duì)大功率缺失引發(fā)的頻率失穩(wěn)問(wèn)題,避免低頻減載裝置動(dòng)作,減少停電事故風(fēng)險(xiǎn)。隨著特高壓輸電技術(shù)的不斷發(fā)展,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)在保障特高壓輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面的作用將愈發(fā)重要。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。數(shù)字快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)也稱為一次調(diào)頻系統(tǒng),是保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵設(shè)備,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率偏差并快速調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站有功出力,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)頻率恢復(fù)。當(dāng)電網(wǎng)的頻率偏離額定值時(shí),快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)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。當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí),系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組增加有功輸出;當(dāng)電網(wǎng)頻率上升時(shí),系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組減小有功輸出。新能源快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)需要接入并網(wǎng)點(diǎn)(變高)側(cè)三相CT、PT,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)高頻采集、計(jì)算后,得到高精度的并網(wǎng)頻率值,進(jìn)行是否調(diào)頻動(dòng)作的判斷。滿足動(dòng)作條件時(shí),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)電網(wǎng)規(guī)定的調(diào)頻下垂曲線計(jì)算全場(chǎng)調(diào)節(jié)的有功總增量,快速頻率響應(yīng)有功—頻率下垂特性通過(guò)設(shè)定頻率與有功功率折線函數(shù)實(shí)現(xiàn)。廣東光伏快速頻率響應(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。
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。目前,我國(guó)多地電網(wǎng)已經(jīng)強(qiáng)制要求新能源場(chǎng)站配置快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),未來(lái)這一趨勢(shì)將進(jìn)一步加強(qiáng)。同時(shí),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用將成為可能,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)裝備,在新能源大規(guī)模接入的背景下,具有不可替代的作用。本文詳細(xì)介紹了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景、實(shí)際案例以及發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)實(shí)際案例可以看出,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)能夠有效提升新能源場(chǎng)站的調(diào)頻能力,保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定,同時(shí)為業(yè)主帶來(lái)***的經(jīng)濟(jì)效益。未來(lái),隨著智能化、多能互補(bǔ)等技術(shù)的發(fā)展,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將不斷完善和升級(jí),為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,推動(dòng)其在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。
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。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和新能源發(fā)電特性,系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整調(diào)頻參數(shù)和控制策略,提升系統(tǒng)在不同工況下的響應(yīng)性能。例如,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)電網(wǎng)頻率變化趨勢(shì),提前調(diào)整新能源場(chǎng)站的有功輸出,實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的調(diào)頻控制??焖兕l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。儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速充放電能力,能夠在短時(shí)間內(nèi)提供或吸收大量功率,與快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)配合,能夠更好地應(yīng)對(duì)電網(wǎng)頻率波動(dòng)。需求響應(yīng)資源通過(guò)調(diào)整用戶的用電行為,參與電網(wǎng)調(diào)頻,與快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)協(xié)同工作,能夠進(jìn)一步提高電網(wǎng)的調(diào)頻能力。例如,在電網(wǎng)頻率下降時(shí),快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站增加有功輸出,同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,需求響應(yīng)資源減少部分非關(guān)鍵負(fù)荷,共同維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。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)在新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的背景下,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)裝備,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率偏差并快速調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站有功出力,實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)頻率的精細(xì)控制。以下從系統(tǒng)原理、技術(shù)特性、應(yīng)用場(chǎng)景及典型案例四個(gè)維度展開(kāi)分析。系統(tǒng)原理與功能快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)基于有功-頻率下垂控制原理,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率與額定值的偏差,自動(dòng)調(diào)節(jié)新能源場(chǎng)站的有功輸出。當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí),系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線快速增加有功輸出;當(dāng)頻率上升時(shí),系統(tǒng)則減少有功輸出。這一過(guò)程通過(guò)高頻采集并網(wǎng)點(diǎn)三相電流(CT)和電壓(PT)信號(hào),計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)頻率值,實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)。例如,在西北某風(fēng)電場(chǎng)改造項(xiàng)目中,系統(tǒng)通過(guò)快速頻率響應(yīng)控制柜,實(shí)現(xiàn)了頻率升高時(shí)減出力、頻率降低時(shí)增出力的精細(xì)調(diào)節(jié),滿足了電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)快速頻率響應(yīng)的要求。某光伏電站通過(guò)并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)頻率階躍擾動(dòng)下的快速響應(yīng),性能優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)組。湖北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)
新能源場(chǎng)站通過(guò)接入并網(wǎng)點(diǎn)側(cè)的CT、PT,經(jīng)高頻采集計(jì)算后得到高精度并網(wǎng)頻率值,判斷是否調(diào)頻。數(shù)字快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品
新能源場(chǎng)站(風(fēng)電、光伏)是FFR的主要應(yīng)用場(chǎng)景,尤其在西北、華北等高比例新能源并網(wǎng)區(qū)域。儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(如電池儲(chǔ)能)通過(guò)FFR實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)功率調(diào)節(jié),彌補(bǔ)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)慣量不足。澳大利亞NEM市場(chǎng)引入FFR服務(wù),要求響應(yīng)時(shí)間≤2秒,電池儲(chǔ)能成為主要提供者。中國(guó)西北電網(wǎng)要求風(fēng)電場(chǎng)FFR響應(yīng)時(shí)間≤5秒,調(diào)節(jié)時(shí)間≤7秒,控制偏差≤1%。在風(fēng)電場(chǎng)中,F(xiàn)FR可與風(fēng)機(jī)健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),優(yōu)先調(diào)用健康度高的機(jī)組參與調(diào)頻,避免亞健康機(jī)組損耗加劇。數(shù)字快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品