随着全球能源结构的转型,新能源(如风电、光伏)在电力系统中的占比不断提高。然而,新能源发电具有间歇性和波动性的特点,给电网的频率稳定带来了巨大挑战。快速频率响应系统作为一种有效的调频手段,能够实时监测电网频率偏差,并快速调节新能源场站的有功功率输出,抑制频率波动,维持电网频率稳定。因此,深入研究快速频率响应系统对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。快速频率响应系统也称为一次调频系统。在电力系统中,频率是衡量发电端有功出力和用户端负荷消耗供需平衡关系的重要指标。当发电端有功出力大于用户端负荷消耗时,频率偏高;反之,频率偏低。只有供需基本平衡时,频率才会稳定在额定值(如50Hz)左右,此时常规电器设备才能比较大效率地运转。快速频率响应系统以电力系统频率为调控目标,通过主动控制机组有功功率的增减,限制电网频率变化,使电网频率维持稳定。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。贵州快速频率响应系统工作原理

新疆达坂城某50MW风电场应用FFR系统后,年节省考核费用24万元,增发电量收益36万元,直接收益达60万元。宁夏某风电场通过锐电科技FFR系统改造,顺利通过宁夏电科院入网试验,满足西北电网调频要求。澳大利亚NEM市场FFR服务已实现商业化,电池储能通过提供FFR服务获得经济补偿。2016年澳大利亚南澳电网“9·28”大停电后,FFR服务成为提升电网抗扰动能力的重要手段。中国某风电场在FFR改造过程中,检修了发电能力低下的机组,优化了通信不良的设备,提升了全场控制速度。高清快速频率响应系统常见问题系统具备防逆流智能控制、反孤岛保护等功能,增强新能源场站的安全运行能力。

应用场景与价值新能源场站在风电场和光伏电站中,快速频率响应系统可协调多个逆变器或风机的运行,实现有功功率的精细控制。例如,新疆达坂城地区某50MW风电场通过应用量云的快速频率响应系统,不仅为业主节省了24万元/年的考核费用,还通过压线控制功能,使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36万元收益,直接收益总计高达60万元/年。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。例如,在偏远地区供电场景中,系统可整合风光储联合发电系统,根据电价波动和负荷需求,自动切换运行模式,确保7×24小时稳定供电。
典型案例与效果宁夏某风电场改造项目锐电科技牵头完成了该风场一次调频技改项目的实施工作,并顺利通过了宁夏电科院《西北电网新能源场站快速频率响应功能入网试验》。试验证明,锐电科技“快速频率响应系统”能够满足该地区对风电场快速频率响应的要求,为西北和东北地区多个风电场一次调频和AGC/AVC技改项目提供了成功范例。西北某20MW光伏电站试点改造该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。改造后,光伏电站在各工况下一次调频滞后时间为1.4~1.7秒,响应时间为1.7~2.1秒,调节时间为1.7~2.1秒,***优于传统水电机组和火电机组,为后续光伏电站参与电力系统频率调节提供了有益的工程探索。当电网频率下降时,系统快速增加机组有功输出;频率上升时,快速减少机组有功输出。

例如,在偏远地区供电场景中,系统可整合风光储联合发电系统,根据电价波动和负荷需求,自动切换运行模式,确保7×24小时稳定供电。储能系统可与快速频率响应系统配合,提供短时惯量响应和频率支撑,提升电网的频率稳定性。工业园区与商业综合体在工业园区或商业综合体中,系统可协调和管理园区内的分布式电源和储能系统,降低用电成本,提高能源利用效率。例如,通过快速频率响应系统,园区可在用电高峰时段减少对主网的依赖,优先使用分布式电源和储能系统的电能。价值创造与经济效益减少考核费用:通过快速频率响应系统,新能源场站可避免因频率波动导致的考核罚款。例如,新疆达坂城地区某50MW风电场通过应用快速频率响应系统,为业主节省了24万元/年的考核费用。增加发电收益:系统通过压线控制功能,优化风电场或光伏电站的发电效率,增加发电量。例如,该风电场平均每月增发电量达到9万千瓦时,年增发电量给业主带来至少36万元收益。提升电网稳定性:快速频率响应系统通过快速调节有功出力,支撑电网频率稳定,减少频率波动对电网和用户的影响,提升电网的整体稳定性。某光伏电站通过并联式快速频率响应控制技术改造,实现频率阶跃扰动下的快速响应,性能优于传统机组。什么快速频率响应系统市面价
支持一次调频(惯性响应)与二次调频(AGC)协同,覆盖从毫秒级到分钟级的频率调节需求。贵州快速频率响应系统工作原理
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。贵州快速频率响应系统工作原理