典型案例與效果寧夏某風(fēng)電場(chǎng)改造項(xiàng)目銳電科技牽頭完成了該風(fēng)場(chǎng)一次調(diào)頻技改項(xiàng)目的實(shí)施工作,并順利通過(guò)了寧夏電科院《西北電網(wǎng)新能源場(chǎng)站快速頻率響應(yīng)功能入網(wǎng)試驗(yàn)》。試驗(yàn)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(duì)風(fēng)電場(chǎng)快速頻率響應(yīng)的要求,為西北和東北地區(qū)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻和AGC/AVC技改項(xiàng)目提供了成功范例。西北某20MW光伏電站試點(diǎn)改造該電站通過(guò)并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動(dòng)、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(shí)間為1.4~1.7秒,響應(yīng)時(shí)間為1.7~2.1秒,調(diào)節(jié)時(shí)間為1.7~2.1秒,***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組和火電機(jī)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。快速頻率響應(yīng)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)。天津快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備
技術(shù)特性與優(yōu)勢(shì)高精度采集與快速響應(yīng)系統(tǒng)具備高精度頻率采集能力(誤差≤±0.05Hz),并可在200ms內(nèi)完成閉環(huán)響應(yīng)。例如,量云快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)解決方案的并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms,測(cè)頻精度達(dá)0.001Hz,控制周期≤200ms,響應(yīng)滯后時(shí)間≤1s,調(diào)節(jié)時(shí)間≤7s,控制偏差≤1%。這些技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組,為電網(wǎng)頻率穩(wěn)定提供了有力保障。多規(guī)約通訊與靈活控制系統(tǒng)支持Modbus、IEC61850、DL/T645等多種通信協(xié)議,可與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)、AGC/AVC裝置及用戶側(cè)設(shè)備進(jìn)行信息交互。例如,銳電科技自主研發(fā)的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)基于倍福工業(yè)化控制系統(tǒng),支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄及展示功能,可自行模擬各種工況進(jìn)行測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控、配置和升級(jí),提高了運(yùn)維效率。高可靠性與安全性系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì),支持主備運(yùn)行模式,當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),備機(jī)可迅速切換。同時(shí),系統(tǒng)具備低電壓穿越保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等多種保護(hù)功能,以及故障錄波功能,可完成調(diào)頻事件或保護(hù)動(dòng)作的前后波形記錄。例如,量云快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)解決方案的電磁兼容性符合IEC61000-4標(biāo)準(zhǔn),電氣絕緣性能符合IEC60255-5標(biāo)準(zhǔn),斷電后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保持時(shí)間不小于72小時(shí),確保了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。新疆本地快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)需進(jìn)一步優(yōu)化控制算法,減少調(diào)頻過(guò)程中的功率波動(dòng),提升機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。
數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)采集風(fēng)速、負(fù)載需求、儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。狀態(tài)評(píng)估:根據(jù)采集的數(shù)據(jù),評(píng)估系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)和未來(lái)趨勢(shì)。策略制定:根據(jù)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果,制定協(xié)同控制策略。執(zhí)行控制:將控制策略下發(fā)給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng),執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。反饋調(diào)整:根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對(duì)控制策略進(jìn)行反饋調(diào)整,以優(yōu)化系統(tǒng)性能。五、協(xié)同控制優(yōu)勢(shì)提高穩(wěn)定性:通過(guò)協(xié)同控制,減少因風(fēng)速波動(dòng)引起的功率波動(dòng),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。優(yōu)化能源利用:根據(jù)電網(wǎng)需求和儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài),優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)度策略,提高能源利用效率。延長(zhǎng)設(shè)備壽命:通過(guò)合理的充放電控制,減少儲(chǔ)能系統(tǒng)的頻繁充放電次數(shù),延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
FFR系統(tǒng)需接入并網(wǎng)點(diǎn)三相CT、PT,高頻采集電氣量,計(jì)算并網(wǎng)點(diǎn)頻率。**硬件包括**服務(wù)器(至強(qiáng)處理器,8GB內(nèi)存,2TB硬盤)、高速測(cè)頻裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。軟件模塊包括實(shí)時(shí)控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程優(yōu)化控制、SCADA接口、故障告警管理等。調(diào)頻下垂曲線通過(guò)設(shè)定頻率與有功功率的折線函數(shù)實(shí)現(xiàn),支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動(dòng)控制策略。系統(tǒng)需滿足高電磁兼容性(IEC61000-4標(biāo)準(zhǔn))、高電氣絕緣性能(IEC60255-5標(biāo)準(zhǔn)),斷電后數(shù)據(jù)保持時(shí)間≥72小時(shí)。系統(tǒng)響應(yīng)滯后時(shí)間(thx)≤1秒,響應(yīng)時(shí)間(t0.9)≤2秒,調(diào)節(jié)時(shí)間(ts)≤12秒,控制偏差≤2%。
控制信號(hào)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(hào),模擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)特性;一次調(diào)頻響應(yīng)以頻率偏差為控制信號(hào),使風(fēng)機(jī)具備與同步發(fā)電機(jī)類似的功頻靜特性。風(fēng)機(jī)減載運(yùn)行策略快速頻率響應(yīng)的完全實(shí)現(xiàn)基于減載運(yùn)行,以保證風(fēng)機(jī)具備上調(diào)備用。常見(jiàn)策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過(guò)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏離最大功率運(yùn)行點(diǎn),限制有功功率輸出,減載量取決于風(fēng)機(jī)偏離最大功率跟蹤點(diǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性上更具優(yōu)勢(shì)。調(diào)速器爬坡率與機(jī)組出力約束在快速頻率響應(yīng)過(guò)程中,調(diào)速器的爬坡率隨時(shí)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(shí)間范圍內(nèi),可用到達(dá)頻率比較低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的爬坡率代替整個(gè)階段的爬坡率,為系統(tǒng)頻率調(diào)整留有裕量。同時(shí),常規(guī)調(diào)頻機(jī)組的輸出功率應(yīng)小于機(jī)組出力的比較大限額值。某50MW風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)后,年增發(fā)電量收益達(dá)36萬(wàn)元,考核費(fèi)用節(jié)省24萬(wàn)元。天津快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備
支持一次調(diào)頻(慣性響應(yīng))與二次調(diào)頻(AGC)協(xié)同,覆蓋從毫秒級(jí)到分鐘級(jí)的頻率調(diào)節(jié)需求。天津快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備
新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目背景:該風(fēng)電場(chǎng)由25臺(tái)2MW明陽(yáng)風(fēng)電機(jī)組組成,根據(jù)電網(wǎng)要求進(jìn)行快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)改造。系統(tǒng)配置:采用量云的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),包括**服務(wù)器、高速測(cè)頻裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。應(yīng)用效果:為業(yè)主節(jié)省了24萬(wàn)元/年的考核費(fèi)用。通過(guò)壓線控制功能,風(fēng)電場(chǎng)平均每月增發(fā)電量達(dá)到9萬(wàn)千瓦時(shí),年增發(fā)電量給業(yè)主帶來(lái)至少36萬(wàn)元收益。直接收益總計(jì)高達(dá)60萬(wàn)元/年。西北某20MW光伏電站項(xiàng)目背景:該光伏電站共20個(gè)子陣,每個(gè)子陣含2臺(tái)500kW光伏逆變器,進(jìn)行快速頻率響應(yīng)控制功能改造。技術(shù)方案:采用并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù),在光伏電站原有的AGC控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增一套**快速頻率響應(yīng)控制系統(tǒng)。應(yīng)用效果:在頻率階躍擾動(dòng)試驗(yàn)中,光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時(shí)間為1.4~1.7s,響應(yīng)時(shí)間為1.7~2.1s,調(diào)節(jié)時(shí)間為1.7~2.1s,***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組和火電機(jī)組。實(shí)現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動(dòng)、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。天津快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備