2025-07-30 00:22:36
西北某20MW光伏電站進(jìn)行了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)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(cè)出口通過1臺三卷**變升壓至35kV。改造采用了并聯(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),新增加的快速頻率響應(yīng)控制器與AGC系統(tǒng)并聯(lián),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(yīng)控制通道,降低了對原AGC控制系統(tǒng)的影響,同時具有快速頻率響應(yīng)速度快的優(yōu)點。在頻率階躍擾動試驗中,通過頻率信號發(fā)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(xiàn)地限制15%功率;對于頻率階躍上擾試驗,不限負(fù)荷。試驗結(jié)果顯示,光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時間為1.4—1.7s,響應(yīng)時間為1.7—2.1s,調(diào)節(jié)時間為1.7—2.1s,***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機(jī)組、火電機(jī)組??焖兕l率響應(yīng)與AGC協(xié)調(diào)試驗在特定工況下開展,采用頻率信號發(fā)生器輸出頻率階躍擾動信號,根據(jù)AGC指令和快速頻率響應(yīng)指令先后次序和類型進(jìn)行試驗。系統(tǒng)可與AGC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制,當(dāng)頻率偏差超過設(shè)定范圍時,優(yōu)先響應(yīng)快速頻率調(diào)節(jié)指令。福建國內(nèi)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
新能源場站(風(fēng)電、光伏)是FFR的主要應(yīng)用場景,尤其在西北、華北等高比例新能源并網(wǎng)區(qū)域。儲能系統(tǒng)設(shè)備(如電池儲能)通過FFR實現(xiàn)毫秒級功率調(diào)節(jié),彌補(bǔ)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)慣量不足。澳大利亞NEM市場引入FFR服務(wù),要求響應(yīng)時間≤2秒,電池儲能成為主要提供者。中國西北電網(wǎng)要求風(fēng)電場FFR響應(yīng)時間≤5秒,調(diào)節(jié)時間≤7秒,控制偏差≤1%。在風(fēng)電場中,F(xiàn)FR可與風(fēng)機(jī)健康度管理系統(tǒng)聯(lián)動,優(yōu)先調(diào)用健康度高的機(jī)組參與調(diào)頻,避免亞健康機(jī)組損耗加劇。上??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將與更多新型設(shè)備集成,提升調(diào)頻性能。
一、系統(tǒng)原理**功能實時監(jiān)測與快速調(diào)節(jié):通過高精度傳感器實時采集電網(wǎng)頻率,當(dāng)頻率偏離額定值(如50Hz或60Hz)時,系統(tǒng)在毫秒級時間內(nèi)(通?!?00ms)調(diào)整新能源場站(風(fēng)電、光伏)的有功功率輸出,抑制頻率波動。有功-頻率下垂控制:基于頻率與有功功率的折線函數(shù)關(guān)系,當(dāng)頻率升高時減少輸出,頻率降低時增加輸出,模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的慣量響應(yīng)特性。技術(shù)實現(xiàn)硬件層面:集成高精度頻率測量模塊(精度≤±0.05Hz)、快速響應(yīng)控制器(如基于DSP或FPGA)及通信接口(支持IEC 104、Modbus等協(xié)議)。軟件層面:采用自適應(yīng)控制算法,結(jié)合虛擬慣量控制、一次調(diào)頻(Primary Frequency Response, PFR)和二次調(diào)頻(AGC)策略,實現(xiàn)多時間尺度協(xié)調(diào)控制。
數(shù)據(jù)采集:實時采集風(fēng)速、負(fù)載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。狀態(tài)評估:根據(jù)采集的數(shù)據(jù),評估系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)和未來趨勢。策略制定:根據(jù)狀態(tài)評估結(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)和儲能系統(tǒng),執(zhí)行相應(yīng)的控制動作。反饋調(diào)整:根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)和實時數(shù)據(jù),對控制策略進(jìn)行反饋調(diào)整,以優(yōu)化系統(tǒng)性能。五、協(xié)同控制優(yōu)勢提高穩(wěn)定性:通過協(xié)同控制,減少因風(fēng)速波動引起的功率波動,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。優(yōu)化能源利用:根據(jù)電網(wǎng)需求和儲能系統(tǒng)的狀態(tài),優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電和儲能系統(tǒng)的調(diào)度策略,提高能源利用效率。延長設(shè)備壽命:通過合理的充放電控制,減少儲能系統(tǒng)的頻繁充放電次數(shù),延長設(shè)備壽命。河南華世智能產(chǎn)品應(yīng)用于光伏/風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率實時控制調(diào)節(jié),提升新能源場站的調(diào)頻能力。
新能源場站風(fēng)電場:在風(fēng)電場中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多臺風(fēng)機(jī)的運行,實現(xiàn)有功功率的精細(xì)控制。例如,寧夏某風(fēng)電場通過應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),順利通過了寧夏電科院的入網(wǎng)試驗,驗證了系統(tǒng)在風(fēng)電場中的有效性。光伏電站:在光伏電站中,系統(tǒng)可整合多個逆變器的輸出,實現(xiàn)頻率的快速響應(yīng)。例如,西北某20MW光伏電站通過并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù),實現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。微電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為**控制設(shè)備,可實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷的協(xié)同運行和能量管理。某風(fēng)電場通過應(yīng)用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),實現(xiàn)頻率階躍擾動下一次調(diào)頻滯后時間1.4~1.7秒,響應(yīng)時間1.7~2.1秒。上??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)
系統(tǒng)基于電網(wǎng)調(diào)頻下垂曲線工作,通過設(shè)定頻率與有功功率的折線函數(shù)實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。福建國內(nèi)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
應(yīng)用場景與價值新能源場站在風(fēng)電場和光伏電站中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多個逆變器或風(fēng)機(jī)的運行,實現(xiàn)有功功率的精細(xì)控制。例如,新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場通過應(yīng)用量云的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬元/年的考核費用,還通過壓線控制功能,使風(fēng)電場平均每月增發(fā)電量達(dá)到9萬千瓦時,按上網(wǎng)電價0.34元計算,年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬元收益,直接收益總計高達(dá)60萬元/年。微電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為**控制設(shè)備,可實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷的協(xié)同運行和能量管理。例如,在偏遠(yuǎn)地區(qū)供電場景中,系統(tǒng)可整合風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),根據(jù)電價波動和負(fù)荷需求,自動切換運行模式,確保7×24小時穩(wěn)定供電。福建國內(nèi)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)