協同控制策略實施功率跟蹤控制:風力發電系統采用最大功率跟蹤控制方式,以比較大化利用風能。儲能系統則根據系統功率需求和自身狀態,動態調整充放電功率,以平滑風力發電的波動。充放電控制:當風力發電功率大于負載需求時,儲能系統充電,儲存多余的電能;當風力發電功率小于負載需求時,儲能系統放電,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,實現風-儲系統內部的靈活配合。這些算法根據實時風速、負載需求、儲能系統狀態等信息,動態調整控制策略,提高系統的響應速度和調節精度。系統通過優化調頻策略,減少新能源場站對電網的頻率波動影響,提升電網運行效率。海南什么是快速頻率響應系統
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。高清快速頻率響應系統生產企業光伏電站通過增加快速頻率響應控制功能,可實現安全、穩定參與一次調頻,性能優于傳統同步發電機組。
西北某20MW光伏電站進行了快速頻率響應系統改造試點。該電站共20個子陣,每個子陣含2臺500kW光伏逆變器,2臺逆變器交流側出口通過1臺三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了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,新增加的快速頻率響應控制器與AGC系統并聯,二者之間相互通信,并與光伏箱變通信單元通信。通過“旁路”方式建立快速頻率響應控制通道,降低了對原AGC控制系統的影響,同時具有快速頻率響應速度快的優點。在頻率階躍擾動試驗中,通過頻率信號發生器輸入頻率階躍擾動信號。對于頻率階躍下擾試驗,通過AGC現地限制15%功率;對于頻率階躍上擾試驗,不限負荷。試驗結果顯示,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、火電機組。快速頻率響應與AGC協調試驗在特定工況下開展,采用頻率信號發生器輸出頻率階躍擾動信號,根據AGC指令和快速頻率響應指令先后次序和類型進行試驗。
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。未來,系統將向智能化、協同化方向發展,結合人工智能技術優化調頻策略。
協同控制流程執行數據采集:實時采集風速、負載需求、儲能系統狀態等數據。狀態評估:根據采集的數據,評估系統的當前狀態和未來趨勢。策略制定:根據狀態評估結果,制定協同控制策略。執行控制:將控制策略下發給風力發電系統和儲能系統,執行相應的控制動作。反饋調整:根據系統響應和實時數據,對控制策略進行反饋調整,以優化系統性能。風-儲系統協同控制的工作原理基于風力發電與儲能系統的特性互補,通過智能控制算法實現兩者之間的協調配合,以維持系統的功率平衡和穩定運行。某風電場通過應用快速頻率響應系統,實現頻率階躍擾動下一次調頻滯后時間1.4~1.7秒,響應時間1.7~2.1秒。天津數字快速頻率響應系統
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。海南什么是快速頻率響應系統
四、市場與政策中國多地電網強制要求新能源場站配置FFR裝置,未達標將面臨考核費用。部分省份對FFR技術改造提供補償支持,場站可根據改造成本及月積分電量獲得補貼。2021年澳大利亞能源市場委員會(AEMC)將FFR引入國家電力市場(NEM),響應時間要求≤2秒。西北調控[2018]225號文規定,新能源場站FFR需滿足并網點數據刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz。國際上,FFR資源包括風電虛擬慣性響應、儲能有功輸出、直流輸電區外調節能力等。海南什么是快速頻率響應系統