山西快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)

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。未來，系統(tǒng)將向智能化、協(xié)同化方向發(fā)展，結(jié)合人工智能技術(shù)優(yōu)化調(diào)頻策略。山西快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)

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?？焖兕l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(rèn)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?？焖兕l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。甘肅快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)價位系統(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。

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%；而量云產(chǎn)品指標(biāo)更優(yōu)，并網(wǎng)點數(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%。在新疆達坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場改造項目中，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/年的考核費用，而且通過壓線控制功能，風(fēng)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36萬收益，直接收益總計高達60萬元/年?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)可采集并網(wǎng)點CT&PT模擬量信號，計算并網(wǎng)點電壓、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，同時能對采集數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)以及策略數(shù)據(jù)進行存儲?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)控制點選擇靈活，可根據(jù)不同風(fēng)電場的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理選擇控制點，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)對風(fēng)電場調(diào)頻和調(diào)壓功能的考核。

控制信號與響應(yīng)類型快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通常包括慣量響應(yīng)與一次調(diào)頻響應(yīng)。慣量響應(yīng)以頻率的導(dǎo)數(shù)為控制信號，模擬同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動特性；一次調(diào)頻響應(yīng)以頻率偏差為控制信號，使風(fēng)機具備與同步發(fā)電機類似的功頻靜特性。風(fēng)機減載運行策略快速頻率響應(yīng)的完全實現(xiàn)基于減載運行，以保證風(fēng)機具備上調(diào)備用。常見策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速偏離最大功率運行點，限制有功功率輸出，減載量取決于風(fēng)機偏離最大功率跟蹤點的程度。該方法可分為超速減載與減速減載，其中超速減載在保證風(fēng)機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性上更具優(yōu)勢。調(diào)速器爬坡率與機組出力約束在快速頻率響應(yīng)過程中，調(diào)速器的爬坡率隨時間變化。在響應(yīng)起始幾秒鐘，爬坡率較大，之后逐漸減小。在幾秒時間范圍內(nèi)，可用到達頻率比較低點所對應(yīng)的爬坡率代替整個階段的爬坡率，為系統(tǒng)頻率調(diào)整留有裕量。同時，常規(guī)調(diào)頻機組的輸出功率應(yīng)小于機組出力的比較大限額值。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。

典型案例與效果寧夏某風(fēng)電場改造項目銳電科技牽頭完成了該風(fēng)場一次調(diào)頻技改項目的實施工作，并順利通過了寧夏電科院《西北電網(wǎng)新能源場站快速頻率響應(yīng)功能入網(wǎng)試驗》。試驗證明，銳電科技“快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)”能夠滿足該地區(qū)對風(fēng)電場快速頻率響應(yīng)的要求，為西北和東北地區(qū)多個風(fēng)電場一次調(diào)頻和AGC/AVC技改項目提供了成功范例。西北某20MW光伏電站試點改造該電站通過并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù)，實現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。改造后，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時間為1.4～1.7秒，響應(yīng)時間為1.7～2.1秒，調(diào)節(jié)時間為1.7～2.1秒，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組和火電機組，為后續(xù)光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)提供了有益的工程探索。通過設(shè)計符合電力標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，系統(tǒng)實現(xiàn)與多個區(qū)域電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)項目的成功實施?？焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)有什么

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。山西快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)

FFR系統(tǒng)可**設(shè)計，符合電力標(biāo)準(zhǔn)，滿足高精度、高頻次調(diào)節(jié)需求。支持多規(guī)約通訊（MODBUS/IEC104），具備8個以太網(wǎng)口和4個RS485接口。系統(tǒng)具備斷電保護功能，斷電后統(tǒng)計數(shù)據(jù)保持時間不小于72小時。通過中國電科院、新疆電科院等多機構(gòu)驗收認(rèn)證，具備多個區(qū)域電網(wǎng)項目實施經(jīng)驗。在風(fēng)電場應(yīng)用中，F(xiàn)FR系統(tǒng)可與AGC協(xié)調(diào)控制，提升場站AGC控制效果，降低考核。七、挑戰(zhàn)與未來新能源機組調(diào)頻缺乏向上調(diào)節(jié)能力，需通過加配儲能或減載運行實現(xiàn)，增加投資成本。大容量直流閉鎖擾動下，受端系統(tǒng)需依靠安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)切負(fù)荷保障頻率安全?？焖僬{(diào)頻資源缺乏市場激勵機制，制約FFR技術(shù)推廣。未來FFR市場構(gòu)建需縮短交易周期，分應(yīng)用場景挖掘潛在資源，如送端系統(tǒng)側(cè)重高頻問題，受端系統(tǒng)側(cè)重低頻問題。FFR與一次調(diào)頻、二次調(diào)頻協(xié)同工作，共同構(gòu)成電網(wǎng)頻率控制的“三道防線”。山西快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)