快速頻率響應系統(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)鍵設備,通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率偏差并快速調(diào)節(jié)新能源場站有功出力,實現(xiàn)電網(wǎng)頻率恢復。當電網(wǎng)的頻率偏離額定值時,快速頻率響應系統(tǒng)主動控制機組有功功率的增減,限制電網(wǎng)頻率變化,使電網(wǎng)頻率維持穩(wěn)定。當電網(wǎng)頻率下降時,系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機組增加有功輸出;當電網(wǎng)頻率上升時,系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機組減小有功輸出。新能源快速頻率響應系統(tǒng)需要接入并網(wǎng)點(變高)側(cè)三相CT、PT,經(jīng)過系統(tǒng)高頻采集、計算后,得到高精度的并網(wǎng)頻率值,進行是否調(diào)頻動作的判斷。滿足動作條件時,系統(tǒng)會根據(jù)電網(wǎng)規(guī)定的調(diào)頻下垂曲線計算全場調(diào)節(jié)的有功總增量,快速頻率響應有功—頻率下垂特性通過設定頻率與有功功率折線函數(shù)實現(xiàn)。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,適應不同工況需求。甘肅靠譜的快速頻率響應系統(tǒng)
協(xié)同控制策略實施功率跟蹤控制:風力發(fā)電系統(tǒng)采用最大功率跟蹤控制方式,以比較大化利用風能。儲能系統(tǒng)則根據(jù)系統(tǒng)功率需求和自身狀態(tài),動態(tài)調(diào)整充放電功率,以平滑風力發(fā)電的波動。充放電控制:當風力發(fā)電功率大于負載需求時,儲能系統(tǒng)充電,儲存多余的電能;當風力發(fā)電功率小于負載需求時,儲能系統(tǒng)放電,補充電能缺口。智能算法應用:利用模糊邏輯算法、模型預測控制(MPC)等智能算法,實現(xiàn)風-儲系統(tǒng)內(nèi)部的靈活配合。這些算法根據(jù)實時風速、負載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等信息,動態(tài)調(diào)整控制策略,提高系統(tǒng)的響應速度和調(diào)節(jié)精度。網(wǎng)絡快速頻率響應系統(tǒng)行價支持一次調(diào)頻(慣性響應)與二次調(diào)頻(AGC)協(xié)同,覆蓋從毫秒級到分鐘級的頻率調(diào)節(jié)需求。
新能源場站在風電場和光伏電站中,快速頻率響應系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多個逆變器或風機的運行,實現(xiàn)有功功率的精細控制。例如,新疆達坂城地區(qū)某50MW風電場通過應用量云的快速頻率響應系統(tǒng),不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬元/年的考核費用,還通過壓線控制功能,使風電場平均每月增發(fā)電量達到9萬千瓦時,按上網(wǎng)電價0.34元計算,年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬元收益,直接收益總計高達60萬元/年。微電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中,快速頻率響應系統(tǒng)作為**控制設備,可實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源、儲能系統(tǒng)和負荷的協(xié)同運行和能量管理。例如,在偏遠地區(qū)供電場景中,系統(tǒng)可整合風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),根據(jù)電價波動和負荷需求,自動切換運行模式,確保7×24小時穩(wěn)定供電。
接入“一次調(diào)頻”系統(tǒng)是當前新能源場站并網(wǎng)的必備條件,合格的系統(tǒng)能夠讓場站避免考核。有些省份對新能源電站一次調(diào)頻技術(shù)改造有補償支持,場站可根據(jù)改造成本及月積分電量得到補償,因此,具備快速頻率響應功能的電站投資收益也更可觀??焖兕l率響應系統(tǒng)符合《江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)范》要求,具備高精度頻率采集(≤±0.05Hz)、快速閉環(huán)響應(周期≤200ms)及多規(guī)約通訊能力。自2020年起,中國多地電網(wǎng)強制要求新能源場站配置快頻裝置,截至2021年,國能日新系統(tǒng)已在西北、蒙東、華中等地區(qū)數(shù)百個場站投運??焖兕l率響應系統(tǒng)是一種夠快速感知電網(wǎng)頻率變化,迅速調(diào)整發(fā)電或用電功率,以維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。
快速頻率響應系統(tǒng)支持多種控制點選擇,如高壓側(cè)或低壓側(cè),能夠適應不同新能源場站的拓撲結(jié)構(gòu)。此外,系統(tǒng)支持多種通信規(guī)約,如IEC103、IEC104、Modbus TCP等,便于與現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)集成。例如,浙江涵普電力PD6100新能源快速頻率響應系統(tǒng)支持與AGC協(xié)調(diào)控制及模擬測試,能夠滿足不同用戶的需求。3.3 安全與可靠性快速頻率響應系統(tǒng)具備多種安全保護功能,如防逆流、反孤島保護等,確保設備在異常工況下的安全運行。同時,系統(tǒng)采用GPS對時功能,保證事件記錄和數(shù)據(jù)記錄的時間同步性,便于事后分析和故障排查。例如,部分快頻裝置集成防逆流智能控制、反孤島保護等功能,提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。某50MW風電場應用快速頻率響應系統(tǒng)后,年增發(fā)電量收益達36萬元,考核費用節(jié)省24萬元。甘肅靠譜的快速頻率響應系統(tǒng)
快速頻率響應系統(tǒng)(FFR)通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率,毫秒級響應頻率波動,快速調(diào)節(jié)發(fā)電或負荷資源。甘肅靠譜的快速頻率響應系統(tǒng)
部分快頻裝置集成防逆流智能控制、反孤島保護等功能。浙江涵普電力PD6100系統(tǒng)支持與AGC協(xié)調(diào)控制及模擬測試,南京中匯電氣RE-778新能源快速頻率響應裝置完成網(wǎng)絡安全認證。光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)主要有光伏電站有功備用方式和增加儲能單元方式,二者又均可以逆變器單元或電站為對象通過虛擬同步發(fā)電機控制、下垂控制實現(xiàn)。有功備用主要通過將逆變器運行功率偏離最大功率點,以提前預留一定量的光伏功率調(diào)節(jié)能力實現(xiàn),該方式將一定程度上降低光伏系統(tǒng)發(fā)電性能。甘肅靠譜的快速頻率響應系統(tǒng)