陜西電子類快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

調(diào)頻下垂曲線與控制策略調(diào)頻下垂曲線通過設(shè)定頻率與有功功率的折線函數(shù)實(shí)現(xiàn)，支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動(dòng)控制策略。系統(tǒng)可根據(jù)電網(wǎng)頻率偏差快速調(diào)節(jié)機(jī)組有功輸出，抑制頻率波動(dòng)。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間與精度快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)需滿足高精度測(cè)頻（≤±0.05Hz）和快速閉環(huán)響應(yīng)（周期≤200ms）要求。系統(tǒng)對(duì)上級(jí)調(diào)度指令的分配所需時(shí)間短，調(diào)節(jié)時(shí)間快，控制偏差小。系統(tǒng)安全與可靠性系統(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)。同時(shí)，系統(tǒng)需滿足高電磁兼容性和電氣絕緣性能要求，確保在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。通過快速頻率響應(yīng)，系統(tǒng)可降低新能源場(chǎng)站的AGC考核，提升電站經(jīng)濟(jì)效益。陜西電子類快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過接入并網(wǎng)點(diǎn)（變高）側(cè)三相CT、PT，高頻采集并網(wǎng)點(diǎn)頻率及電氣量，經(jīng)過計(jì)算得到高精度的并網(wǎng)頻率值。當(dāng)電網(wǎng)頻率偏離額定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線，快速調(diào)節(jié)機(jī)組的有功輸出。具體來說，當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)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)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組減小有功輸出。有功—頻率下垂特性通過設(shè)定頻率與有功功率折線函數(shù)實(shí)現(xiàn)?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)的**控制策略包括有功—頻率特性曲線計(jì)算、響應(yīng)死區(qū)設(shè)定等。以江蘇電網(wǎng)新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)范為例，裝置頻率死區(qū)需≤±0.05Hz，調(diào)差率范圍為2%—6%。在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)，實(shí)時(shí)判斷電網(wǎng)頻率是否達(dá)到調(diào)頻范圍，并根據(jù)調(diào)頻下垂曲線計(jì)算目標(biāo)出力，快速調(diào)節(jié)發(fā)電單元。陜西電子類快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)需適應(yīng)新能源場(chǎng)站的高比例接入，提升對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)工況的適應(yīng)能力。

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)（Fast Frequency Response System, FFRS）是現(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，尤其在新能源大規(guī)模接入的背景下，其作用愈發(fā)重要。以下從系統(tǒng)原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹：快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)是新能源高占比電網(wǎng)中不可或缺的技術(shù)手段，其高精度、快速性和靈活性為電網(wǎng)頻率穩(wěn)定提供了有力保障。隨著新能源裝機(jī)容量的不斷增加，快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用將更加***，技術(shù)也將不斷升級(jí)，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供重要支撐。

西北某20MW光伏電站進(jìn)行了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)改造試點(diǎn)。該電站共20個(gè)子陣，每個(gè)子陣含2臺(tái)500kW光伏逆變器，2臺(tái)逆變器交流側(cè)出口通過1臺(tái)三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了并聯(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)，新增加的快速頻率響應(yīng)控制器與AGC系統(tǒng)并聯(lián)，二者之間相互通信，并與光伏箱變通信單元通信。通過“旁路”方式建立快速頻率響應(yīng)控制通道，降低了對(duì)原AGC控制系統(tǒng)的影響，同時(shí)具有快速頻率響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。在頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)中，通過頻率信號(hào)發(fā)生器輸入頻率階躍擾動(dòng)信號(hào)。對(duì)于頻率階躍下擾試驗(yàn)，通過AGC現(xiàn)地限制15%功率；對(duì)于頻率階躍上擾試驗(yàn)，不限負(fù)荷。試驗(yàn)結(jié)果顯示，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、火電機(jī)組?？焖兕l率響應(yīng)與AGC協(xié)調(diào)試驗(yàn)在特定工況下開展，采用頻率信號(hào)發(fā)生器輸出頻率階躍擾動(dòng)信號(hào)，根據(jù)AGC指令和快速頻率響應(yīng)指令先后次序和類型進(jìn)行試驗(yàn)。新能源場(chǎng)站通過接入并網(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)據(jù)采集：實(shí)時(shí)采集風(fēng)速、負(fù)載需求、儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。狀態(tài)評(píng)估：根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，評(píng)估系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)和未來趨勢(shì)。策略制定：根據(jù)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，制定協(xié)同控制策略。執(zhí)行控制：將控制策略下發(fā)給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)，執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。反饋調(diào)整：根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)控制策略進(jìn)行反饋調(diào)整，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。五、協(xié)同控制優(yōu)勢(shì)提高穩(wěn)定性：通過協(xié)同控制，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。優(yōu)化能源利用：根據(jù)電網(wǎng)需求和儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)，優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)度策略，提高能源利用效率。延長(zhǎng)設(shè)備壽命：通過合理的充放電控制，減少儲(chǔ)能系統(tǒng)的頻繁充放電次數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。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)36萬元，考核費(fèi)用節(jié)省24萬元。陜西電子類快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過優(yōu)化控制策略，減少新能源場(chǎng)站對(duì)電網(wǎng)的頻率沖擊，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。陜西電子類快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)

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/年的考核費(fèi)用，而且通過壓線控制功能，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)主帶來至少36萬收益，直接收益總計(jì)高達(dá)60萬元/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。陜西電子類快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)