快速頻率響應系統在風電場的應用中,可與風機健康度管理系統聯動,根據風機健康度評估系數,提高健康度較高機組的調頻權重系數,避免亞健康狀態風機機組的損耗加劇。快速頻率響應系統自2016年開始籌備新能源場站場級調頻相關工作,并于2017年被選為國內首批參與調頻試驗的廠家,在當年內圓滿完成了快速頻率響應的項目開發、實施及測試,并得到了中國電科院的驗收,有著豐富的調頻技術與經驗積累。快速頻率響應系統通過中國電科院、新疆電科院、陜西電科院、寧夏電科院等多個專業機構的驗收認證,具備與多個區域電網轄區內項目實施經驗,也是首批執行西北調控[2018]225號文標準并通過驗收的廠家。快速頻率響應系統**設計符合電力標準的產品,滿足高精度、高頻次的快速頻率調節性能要求。快速頻率響應系統支持變槳、慣量、變槳+慣量聯動等多種調節控制策略。完善調頻服務市場機制,明確調頻服務定價與補償機制,將激發市場活力,推動技術發展。數字快速頻率響應系統共同合作
高精度與快速性頻率采集精度:≤±0.05Hz,部分系統可達0.001Hz。響應時間:≤200ms,調節時間≤7s,遠超傳統同步發電機組的響應速度。控制偏差:≤1%,確保頻率調節的精細性。高可靠性與冗余設計硬件冗余:**服務器、網絡交換機等關鍵設備采用冗余設計,支持主備運行模式,確保系統的高可用性。軟件容錯:內置看門狗程序,實時監視程序運行狀態,異常時自動復位重啟。環境適應性:工作溫度范圍-40℃~+60℃,防護等級IP32,適用于戶外惡劣環境。靈活性與擴展性控制點靈活選擇:可根據風電場或光伏電站的拓撲結構,選擇高壓側或低壓側作為控制點,滿足電網調頻和調壓功能的考核要求。多策略支持:支持變槳、慣量、變槳+慣量聯動等多種調節控制策略,適應不同場景需求。模塊化設計:系統采用模塊化設計,便于擴展和維護。智能化與數據分析數據記錄與展示:系統具備數據記錄及展示功能,可自行模擬各種工況進行測試,便于運維人員分析系統性能。故障錄波與分析:系統可記錄調頻事件或保護動作的前后波形,為故障分析提供數據支持。什么是快速頻率響應系統特征快速頻率響應系統(FFR)通過實時監測電網頻率,毫秒級響應頻率波動,快速調節發電或負荷資源。
FFR系統可**設計,符合電力標準,滿足高精度、高頻次調節需求。支持多規約通訊(MODBUS/IEC104),具備8個以太網口和4個RS485接口。系統具備斷電保護功能,斷電后統計數據保持時間不小于72小時。通過中國電科院、新疆電科院等多機構驗收認證,具備多個區域電網項目實施經驗。在風電場應用中,FFR系統可與AGC協調控制,提升場站AGC控制效果,降低考核。七、挑戰與未來新能源機組調頻缺乏向上調節能力,需通過加配儲能或減載運行實現,增加投資成本。大容量直流閉鎖擾動下,受端系統需依靠安全穩定控制系統切負荷保障頻率安全。快速調頻資源缺乏市場激勵機制,制約FFR技術推廣。未來FFR市場構建需縮短交易周期,分應用場景挖掘潛在資源,如送端系統側重高頻問題,受端系統側重低頻問題。FFR與一次調頻、二次調頻協同工作,共同構成電網頻率控制的“三道防線”。
應用場景與價值新能源場站在風電場和光伏電站中,快速頻率響應系統可協調多個逆變器或風機的運行,實現有功功率的精細控制。例如,新疆達坂城地區某50MW風電場通過應用量云的快速頻率響應系統,不僅為業主節省了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電量達到9萬千瓦時,按上網電價0.34元計算,年增發電量給業主帶來至少36萬元收益,直接收益總計高達60萬元/年。微電網與儲能系統在微電網中,快速頻率響應系統作為**控制設備,可實現微電網內分布式電源、儲能系統和負荷的協同運行和能量管理。例如,在偏遠地區供電場景中,系統可整合風光儲聯合發電系統,根據電價波動和負荷需求,自動切換運行模式,確保7×24小時穩定供電。系統支持變槳、慣量、變槳+慣量聯動等多種調節控制策略,適應不同工況需求。
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。快速頻率響應系統的控制周期短,通常≤1秒,響應滯后時間≤2秒,調節時間≤15秒。什么是快速頻率響應系統特征
系統基于電網調頻下垂曲線工作,通過設定頻率與有功功率的折線函數實現快速調節。數字快速頻率響應系統共同合作
新疆達坂城地區某50MW風電場項目背景:該風電場由25臺2MW明陽風電機組組成,根據電網要求進行快速頻率響應系統改造。系統配置:采用量云的快速頻率響應系統,包括**服務器、高速測頻裝置、網絡交換機等設備。應用效果:為業主節省了24萬元/年的考核費用。通過壓線控制功能,風電場平均每月增發電量達到9萬千瓦時,年增發電量給業主帶來至少36萬元收益。直接收益總計高達60萬元/年。西北某20MW光伏電站項目背景:該光伏電站共20個子陣,每個子陣含2臺500kW光伏逆變器,進行快速頻率響應控制功能改造。技術方案:采用并聯式快速頻率響應控制技術,在光伏電站原有的AGC控制系統基礎上新增一套**快速頻率響應控制系統。應用效果:在頻率階躍擾動試驗中,光伏電站在各工況下一次調頻滯后時間為1.4~1.7s,響應時間為1.7~2.1s,調節時間為1.7~2.1s,***優于傳統水電機組和火電機組。實現了光伏電站在頻率階躍擾動、一次調頻與AGC協調等多工況下的頻率支撐能力。數字快速頻率響應系統共同合作