**目標(biāo)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率偏差,快速調(diào)節(jié)新能源場站(如風(fēng)電場、光伏電站)的有功功率輸出,抑制頻率波動,維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。其響應(yīng)速度通常要求在200毫秒內(nèi)完成調(diào)節(jié),遠快于傳統(tǒng)調(diào)頻手段(如自動發(fā)電控制,AGC)。工作機制頻率監(jiān)測:高精度采集電網(wǎng)頻率(精度可達±0.002Hz),實時判斷頻率是否超出預(yù)設(shè)死區(qū)(如±0.06Hz)。有功-頻率下垂控制:根據(jù)頻率偏差,通過預(yù)設(shè)的折線函數(shù)計算有功功率調(diào)節(jié)目標(biāo)值,并下發(fā)至新能源場站的有功控制系統(tǒng)(如AGC)或逆變器。快速調(diào)節(jié):當(dāng)頻率升高時,減少新能源發(fā)電出力;當(dāng)頻率降低時,增加發(fā)電出力,實現(xiàn)“頻率-功率”的快速聯(lián)動。隨著新能源裝機規(guī)模不斷提高,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用對促進新能源的健康發(fā)展意義重大。湖北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)分析
愛爾蘭DS3項目于2018年完成FFR服務(wù)市場化,支撐70%非同步電源滲透率下電網(wǎng)安全運行。美國得克薩斯州電網(wǎng)提出FFR產(chǎn)品設(shè)計計劃,明確市場交易機制。英國推進新的頻率響應(yīng)服務(wù)市場機制,北歐電網(wǎng)明確FFR技術(shù)要求,未來將實現(xiàn)統(tǒng)一市場。國際FFR產(chǎn)品要求包含觸發(fā)條件(頻率偏差0.2%~2%)、響應(yīng)時間(0.25~2秒)、持續(xù)時間(5秒~20分鐘)。德國通過《可再生能源法》要求新能源場站具備FFR能力,推動電網(wǎng)靈活性提升。FFR系統(tǒng)將向更高精度(測頻精度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。天津光纖數(shù)據(jù)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)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。
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)在風(fēng)電場的應(yīng)用中,可與風(fēng)機健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動,根據(jù)風(fēng)機健康度評估系數(shù),提高健康度較高機組的調(diào)頻權(quán)重系數(shù),避免亞健康狀態(tài)風(fēng)機機組的損耗加劇。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)自2016年開始籌備新能源場站場級調(diào)頻相關(guān)工作,并于2017年被選為國內(nèi)首批參與調(diào)頻試驗的廠家,在當(dāng)年內(nèi)圓滿完成了快速頻率響應(yīng)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(diào)頻技術(shù)與經(jīng)驗積累。快速頻率響應(yīng)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(gòu)的驗收認證,具備與多個區(qū)域電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)項目實施經(jīng)驗,也是首批執(zhí)行西北調(diào)控[2018]225號文標(biāo)準(zhǔn)并通過驗收的廠家。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)**設(shè)計符合電力標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,滿足高精度、高頻次的快速頻率調(diào)節(jié)性能要求??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動等多種調(diào)節(jié)控制策略。
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)(FFR)通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率偏差,主動調(diào)節(jié)新能源場站有功出力,抑制頻率波動,維持電網(wǎng)穩(wěn)定。系統(tǒng)基于頻率下垂特性,當(dāng)頻率下降時增加有功輸出,頻率上升時減少有功輸出,模擬同步發(fā)電機的功頻靜特性。**原理是利用高精度測頻裝置(精度可達0.001Hz)和快速控制算法(響應(yīng)周期≤200ms),實現(xiàn)毫秒級調(diào)節(jié)。與二次調(diào)頻(AGC)不同,F(xiàn)FR不依賴外部指令,*通過本地頻率監(jiān)測自主響應(yīng),屬于有差調(diào)節(jié)。慣量響應(yīng)是FFR的一種形式,以頻率導(dǎo)數(shù)為控制信號,模擬同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣量,延緩頻率變化速率。系統(tǒng)通過壓線控制功能,優(yōu)化風(fēng)電場功率輸出,提升電網(wǎng)消納能力。
某50MW風(fēng)電場應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)后,年增發(fā)電量收益達36萬元,考核費用節(jié)省24萬元。湖北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)分析
新能源場站(風(fēng)電、光伏)是FFR的主要應(yīng)用場景,尤其在西北、華北等高比例新能源并網(wǎng)區(qū)域。儲能系統(tǒng)設(shè)備(如電池儲能)通過FFR實現(xiàn)毫秒級功率調(diào)節(jié),彌補傳統(tǒng)發(fā)電機慣量不足。澳大利亞NEM市場引入FFR服務(wù),要求響應(yīng)時間≤2秒,電池儲能成為主要提供者。中國西北電網(wǎng)要求風(fēng)電場FFR響應(yīng)時間≤5秒,調(diào)節(jié)時間≤7秒,控制偏差≤1%。在風(fēng)電場中,F(xiàn)FR可與風(fēng)機健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動,優(yōu)先調(diào)用健康度高的機組參與調(diào)頻,避免亞健康機組損耗加劇。湖北快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)分析