一、系統(tǒng)構(gòu)成與特性分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)特性:發(fā)電功率受風(fēng)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(diǎn)跟蹤(MPPT)控制,以比較大化利用風(fēng)能。限制:在風(fēng)速突變或電網(wǎng)需求變化時,無法快速調(diào)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(gòu)成與特性分析風(fēng)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(yīng)時間通常在毫秒至秒級。功能:在風(fēng)力發(fā)電過剩時充電,在功率不足時放電。多能互補(bǔ)調(diào)頻系統(tǒng)將成為發(fā)展趨勢,通過火電、水電、儲能的聯(lián)合調(diào)頻,提升整體調(diào)頻能力。電子快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品
光伏電站改造某20MW光伏電站通過增加快速頻率響應(yīng)裝置,實(shí)現(xiàn)了頻率偏差的實(shí)時監(jiān)測和有功功率的快速調(diào)節(jié)。改造后,系統(tǒng)頻率響應(yīng)時間縮短至200ms以內(nèi),滿足了電網(wǎng)調(diào)度要求。風(fēng)電場一次調(diào)頻升級某風(fēng)電場采用基于倍福工業(yè)化控制系統(tǒng)的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了頻率升高時快速減出力、頻率降低時快速增出力的功能,嚴(yán)格按照調(diào)度設(shè)定的曲線運(yùn)行,提升了風(fēng)電場的調(diào)頻能力。智能化與自適應(yīng)控制未來快速頻率響應(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)將在更多新能源場站中得到推廣應(yīng)用,成為電網(wǎng)調(diào)頻的標(biāo)準(zhǔn)配置。湖北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)(FFR)通過實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)頻率,毫秒級響應(yīng)頻率波動,快速調(diào)節(jié)發(fā)電或負(fù)荷資源。
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,系統(tǒng)會根據(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,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,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—頻率特性曲線計算、響應(yīng)死區(qū)設(shè)定等。以江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調(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)會根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù),實(shí)時判斷電網(wǎng)頻率是否達(dá)到調(diào)頻范圍,并根據(jù)調(diào)頻下垂曲線計算目標(biāo)出力,快速調(diào)節(jié)發(fā)電單元。
高精度與快速性頻率采集精度:≤±0.05Hz,部分系統(tǒng)可達(dá)0.001Hz。響應(yīng)時間:≤200ms,調(diào)節(jié)時間≤7s,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速度。控制偏差:≤1%,確保頻率調(diào)節(jié)的精細(xì)性。高可靠性與冗余設(shè)計硬件冗余:**服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備采用冗余設(shè)計,支持主備運(yùn)行模式,確保系統(tǒng)的高可用性。軟件容錯:內(nèi)置看門狗程序,實(shí)時監(jiān)視程序運(yùn)行狀態(tài),異常時自動復(fù)位重啟。環(huán)境適應(yīng)性:工作溫度范圍-40℃~+60℃,防護(hù)等級IP32,適用于戶外惡劣環(huán)境。靈活性與擴(kuò)展性控制點(diǎn)靈活選擇:可根據(jù)風(fēng)電場或光伏電站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選擇高壓側(cè)或低壓側(cè)作為控制點(diǎn),滿足電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)壓功能的考核要求。多策略支持:支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動等多種調(diào)節(jié)控制策略,適應(yīng)不同場景需求。模塊化設(shè)計:系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,便于擴(kuò)展和維護(hù)。智能化與數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)記錄與展示:系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)記錄及展示功能,可自行模擬各種工況進(jìn)行測試,便于運(yùn)維人員分析系統(tǒng)性能。故障錄波與分析:系統(tǒng)可記錄調(diào)頻事件或保護(hù)動作的前后波形,為故障分析提供數(shù)據(jù)支持??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)是新能源場站并網(wǎng)的必備條件,合格的系統(tǒng)可避免考核,提升電站收益。
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)具備高精度的頻率測量能力,頻率測量精度可達(dá)±0.002Hz,采樣周期≤50ms。同時,系統(tǒng)的閉環(huán)響應(yīng)周期≤200ms,能夠在極短的時間內(nèi)對電網(wǎng)頻率變化做出響應(yīng)。例如,量云快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)解決方案中,產(chǎn)品性能參數(shù)并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms,測頻精度0.001Hz,控制周期≤200ms,響應(yīng)滯后時間thx≤1s,響應(yīng)時間t0.9≤5s,調(diào)節(jié)時間ts≤7s,控制偏差≤1%,遠(yuǎn)優(yōu)于西北電網(wǎng)風(fēng)電調(diào)頻的指標(biāo)要求(并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz,控制周期≤1s,響應(yīng)滯后時間thx≤2s,響應(yīng)時間t0.9≤12s,調(diào)節(jié)時間ts≤15s,控制偏差≤2%)系統(tǒng)具備高精度頻率采集能力,精度可達(dá)±0.001Hz,滿足電網(wǎng)對頻率穩(wěn)定的嚴(yán)格要求。電子快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)屬于有差調(diào)節(jié),能在二次調(diào)頻(AGC)前快速回拉頻率,減小波動影響。電子快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品
四、市場與政策中國多地電網(wǎng)強(qiáng)制要求新能源場站配置FFR裝置,未達(dá)標(biāo)將面臨考核費(fèi)用。部分省份對FFR技術(shù)改造提供補(bǔ)償支持,場站可根據(jù)改造成本及月積分電量獲得補(bǔ)貼。2021年澳大利亞能源市場委員會(AEMC)將FFR引入國家電力市場(NEM),響應(yīng)時間要求≤2秒。西北調(diào)控[2018]225號文規(guī)定,新能源場站FFR需滿足并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz。國際上,F(xiàn)FR資源包括風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)、儲能有功輸出、直流輸電區(qū)外調(diào)節(jié)能力等。電子快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品