接入“一次调频”系统是当前新能源场站并网的必备条件,合格的系统能够让场站避免考核。有些省份对新能源电站一次调频技术改造有补偿支持,场站可根据改造成本及月积分电量得到补偿,因此,具备快速频率响应功能的电站投资收益也更可观。快速频率响应系统符合《江苏电网新能源场站一次调频技术规范》要求,具备高精度频率采集(≤±0.05Hz)、快速闭环响应(周期≤200ms)及多规约通讯能力。自2020年起,中国多地电网强制要求新能源场站配置快频装置,截至2021年,国能日新系统已在西北、蒙东、华中等地区数百个场站投运。某新能源场站应用快速频率响应系统后,调频贡献电量占比达15%,年调频收益超过500万元。西藏质量快速频率响应系统
高精度与快速性频率测量分辨率可达0.001Hz,采样周期≤50ms,确保对微小频率变化的敏感捕捉。闭环响应时间≤200ms,远快于传统调频手段(如火电机组AGC响应时间≥10秒)。灵活性与兼容性支持多种新能源场站接入(风电、光伏、储能),可根据场站拓扑结构灵活选择控制点(如高压侧或低压侧)。兼容现有AGC系统,通过以太网或光纤通信实现指令下发,避免大规模设备改造。智能化与安全性集成数据记录与分析功能,可模拟工况测试,优化控制参数。具备防逆流、反孤岛保护等安全机制,确保在极端工况下系统稳定运行。三、应用场景新能源高占比电网在风电、光伏装机占比超过30%的电网中,快速频率响应系统可弥补新能源机组缺乏惯量的缺陷,防止频率崩溃。典型案例:西北某风电场通过加装快速频率响应装置,将一次调频响应时间从5秒缩短至200ms,频率波动幅度降低40%。微电网与孤岛运行在离网型微电网中,系统可快速平衡分布式电源与负荷的功率波动,维持频率稳定。例如,某海岛微电网通过储能系统与快速频率响应协同控制,实现孤岛运行时的频率偏差≤±0.2Hz。海南快速频率响应系统互惠互利快速频率响应系统属于有差调节,能在二次调频(AGC)前快速回拉频率,减小波动影响。
新能源场站风电场:在风电场中,快速频率响应系统可协调多台风机的运行,实现有功功率的精细控制。例如,宁夏某风电场通过应用快速频率响应系统,顺利通过了宁夏电科院的入网试验,验证了系统在风电场中的有效性。光伏电站:在光伏电站中,系统可整合多个逆变器的输出,实现频率的快速响应。例如,西北某20MW光伏电站通过并联式快速频率响应控制技术,实现了光伏电站在频率阶跃扰动、一次调频与AGC协调等多工况下的频率支撑能力。微电网与储能系统在微电网中,快速频率响应系统作为**控制设备,可实现微电网内分布式电源、储能系统和负荷的协同运行和能量管理。
光伏电站改造某20MW光伏电站通过增加快速频率响应装置,实现了频率偏差的实时监测和有功功率的快速调节。改造后,系统频率响应时间缩短至200ms以内,满足了电网调度要求。风电场一次调频升级某风电场采用基于倍福工业化控制系统的快速频率响应系统,实现了频率升高时快速减出力、频率降低时快速增出力的功能,严格按照调度设定的曲线运行,提升了风电场的调频能力。智能化与自适应控制未来快速频率响应系统将结合人工智能技术,实现自适应调频策略的优化,提升系统在不同工况下的响应性能。多能互补与协同控制快速频率响应系统将与储能、需求响应等资源协同工作,形成多能互补的调频体系,提升电网的整体稳定性。标准化与规模化应用随着相关技术规范的完善,快速频率响应系统将在更多新能源场站中得到推广应用,成为电网调频的标准配置。某50MW风电场应用快速频率响应系统后,年增发电量收益达36万元,考核费用节省24万元。
以西北电网风电调频为例,新能源调频技术指标要求并网点数据刷新周期≤100ms,测频精度0.003Hz,控制周期≤1s,响应滞后时间thx≤2s,响应时间t0.9≤12s,调节时间ts≤15s,控制偏差≤2%;而量云产品指标更优,并网点数据刷新周期≤10ms,测频精度0.001Hz,控制周期≤200ms,响应滞后时间thx≤1s,响应时间t0.9≤5s,调节时间ts≤7s,控制偏差≤1%。在新疆达坂城地区某50MW风电场改造项目中,应用量云的快速频率响应系统,不仅为业主节省了24万/年的考核费用,而且通过压线控制功能,风电场平均每月增发电量达到9万千瓦时,按上网电价0.34元计算,年增发电量给业主带来至少36万收益,直接收益总计高达60万元/年。快速频率响应系统可采集并网点CT&PT模拟量信号,计算并网点电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、序分量、不平衡电压等,同时能对采集数据、计算数据以及策略数据进行存储。快速频率响应系统控制点选择灵活,可根据不同风电场的拓扑结构,合理选择控制点,以满足电网和用户的要求,可以选择高压侧或者低压侧,满足电网对风电场调频和调压功能的考核。未来,系统将向智能化、协同化方向发展,结合人工智能技术优化调频策略。西藏质量快速频率响应系统
快速频率响应系统的并网点数据刷新周期≤100ms,测频精度≤0.003Hz,控制周期≤1秒。西藏质量快速频率响应系统
新能源场站(风电、光伏)是FFR的主要应用场景,尤其在西北、华北等高比例新能源并网区域。储能系统设备(如电池储能)通过FFR实现毫秒级功率调节,弥补传统发电机惯量不足。澳大利亚NEM市场引入FFR服务,要求响应时间≤2秒,电池储能成为主要提供者。中国西北电网要求风电场FFR响应时间≤5秒,调节时间≤7秒,控制偏差≤1%。在风电场中,FFR可与风机健康度管理系统联动,优先调用健康度高的机组参与调频,避免亚健康机组损耗加剧。西藏质量快速频率响应系统