快速頻率響應系統通過接入并網點(變高)側三相CT、PT,高頻采集并網點頻率及電氣量,經過計算得到高精度的并網頻率值。當電網頻率偏離額定值時,系統會根據預設的調頻下垂曲線,快速調節機組的有功輸出。具體來說,當電網頻率下降時,系統根據調頻下垂曲線快速調節機組增加有功輸出;當電網頻率上升時,系統根據調頻下垂曲線快速調節機組減小有功輸出。有功—頻率下垂特性通過設定頻率與有功功率折線函數實現。快速頻率響應系統的**控制策略包括有功—頻率特性曲線計算、響應死區設定等。以江蘇電網新能源場站一次調頻技術規范為例,裝置頻率死區需≤±0.05Hz,調差率范圍為2%—6%。在實際運行中,系統會根據預設的參數,實時判斷電網頻率是否達到調頻范圍,并根據調頻下垂曲線計算目標出力,快速調節發電單元。某50MW風電場應用快速頻率響應系統后,年增發電量收益達36萬元,考核費用節省24萬元。數字快速頻率響應系統常見問題
快速頻率響應系統具備高精度的頻率測量能力,頻率測量精度可達±0.002Hz,采樣周期≤50ms。同時,系統的閉環響應周期≤200ms,能夠在極短的時間內對電網頻率變化做出響應。例如,量云快速頻率響應系統解決方案中,產品性能參數并網點數據刷新周期≤10ms,測頻精度0.001Hz,控制周期≤200ms,響應滯后時間thx≤1s,響應時間t0.9≤5s,調節時間ts≤7s,控制偏差≤1%,遠優于西北電網風電調頻的指標要求(并網點數據刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz,控制周期≤1s,響應滯后時間thx≤2s,響應時間t0.9≤12s,調節時間ts≤15s,控制偏差≤2%)西藏快速頻率響應系統質量系統通過壓線控制功能,優化風電場功率輸出,提升電網消納能力。
控制信號與響應類型快速頻率響應系統通常包括慣量響應與一次調頻響應。慣量響應以頻率的導數為控制信號,模擬同步發電機轉子轉動特性;一次調頻響應以頻率偏差為控制信號,使風機具備與同步發電機類似的功頻靜特性。風機減載運行策略快速頻率響應的完全實現基于減載運行,以保證風機具備上調備用。常見策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過控制風機轉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機轉速穩定性上更具優勢。調速器爬坡率與機組出力約束在快速頻率響應過程中,調速器的爬坡率隨時間變化。在響應起始幾秒鐘,爬坡率較大,之后逐漸減小。在幾秒時間范圍內,可用到達頻率比較低點所對應的爬坡率代替整個階段的爬坡率,為系統頻率調整留有裕量。同時,常規調頻機組的輸出功率應小于機組出力的比較大限額值。快速頻率響應系統廣泛應用于風電、光伏、儲能等新能源場站,提升新能源對電網的友好性。
隨著全球能源結構的轉型,新能源(如風電、光伏)在電力系統中的占比不斷提高。然而,新能源發電具有間歇性和波動性的特點,給電網的頻率穩定帶來了巨大挑戰。快速頻率響應系統作為一種有效的調頻手段,能夠實時監測電網頻率偏差,并快速調節新能源場站的有功功率輸出,抑制頻率波動,維持電網頻率穩定。因此,深入研究快速頻率響應系統對于保障電網安全穩定運行具有重要意義。快速頻率響應系統也稱為一次調頻系統。在電力系統中,頻率是衡量發電端有功出力和用戶端負荷消耗供需平衡關系的重要指標。當發電端有功出力大于用戶端負荷消耗時,頻率偏高;反之,頻率偏低。只有供需基本平衡時,頻率才會穩定在額定值(如50Hz)左右,此時常規電器設備才能比較大效率地運轉。快速頻率響應系統以電力系統頻率為調控目標,通過主動控制機組有功功率的增減,限制電網頻率變化,使電網頻率維持穩定。系統支持多規約通訊能力,可與電網調度系統無縫對接,實現數據實時交互。數字快速頻率響應系統常見問題
快速頻率響應系統的推廣應用,有助于促進新能源的健康發展,提升電網安全穩定運行水平。數字快速頻率響應系統常見問題
接入“一次調頻”系統是當前新能源場站并網的必備條件,合格的系統能夠讓場站避免考核。有些省份對新能源電站一次調頻技術改造有補償支持,場站可根據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。快速頻率響應系統符合《江蘇電網新能源場站一次調頻技術規范》要求,具備高精度頻率采集(≤±0.05Hz)、快速閉環響應(周期≤200ms)及多規約通訊能力。自2020年起,中國多地電網強制要求新能源場站配置快頻裝置,截至2021年,國能日新系統已在西北、蒙東、華中等地區數百個場站投運。數字快速頻率響應系統常見問題