风-储系统协同控制的工作原理基于风力发电与储能系统的特性互补,通过智能控制算法实现两者之间的协调配合,以维持系统的功率平衡和稳定运行。以下是详细的工作原理描述:一、系统构成与特性风力发电系统:风力发电系统的发电功率受到风速大小的限制,而风能固有的间歇性和波动性使单一的风能发电具有很大的波动性。储能系统:储能系统(如电池储能)具有快速充放电能力,可以平滑风力发电的波动,并在需要时提供额外的功率支持。二、协同控制目标功率平衡:通过协同控制,确保风力发电与储能系统的总输出功率满足负载需求,维持系统的功率平衡。稳定运行:减少因风速波动引起的功率波动,提高系统的稳定性和可靠性。优化调度系统基于电网调频下垂曲线工作,通过设定频率与有功功率的折线函数实现快速调节。河南快速频率响应系统推广

西北某20MW光伏电站进行了快速频率响应系统改造试点。该电站共20个子阵,每个子阵含2台500kW光伏逆变器,2台逆变器交流侧出口通过1台三卷分裂变升压至35kV。改造采用了并联式快速频率响应控制技术,在光伏电站原有的AGC控制系统基础上新增一套**快速频率响应控制系统,新增加的快速频率响应控制器与AGC系统并联,二者之间相互通信,并与光伏箱变通信单元通信。通过“旁路”方式建立快速频率响应控制通道,降低了对原AGC控制系统的影响,同时具有快速频率响应速度快的优点。在频率阶跃扰动试验中,通过频率信号发生器输入频率阶跃扰动信号。对于频率阶跃下扰试验,通过AGC现地限制15%功率;对于频率阶跃上扰试验,不限负荷。试验结果显示,光伏电站在各工况下一次调频滞后时间为1.4—1.7s,响应时间为1.7—2.1s,调节时间为1.7—2.1s,***优于传统水电机组、火电机组。快速频率响应与AGC协调试验在特定工况下开展,采用频率信号发生器输出频率阶跃扰动信号,根据AGC指令和快速频率响应指令先后次序和类型进行试验。浙江快速频率响应系统设备快速频率响应系统是一种够快速感知电网频率变化,迅速调整发电或用电功率,以维持电网频率稳定的控制系统。

四、市场与政策中国多地电网强制要求新能源场站配置FFR装置,未达标将面临考核费用。部分省份对FFR技术改造提供补偿支持,场站可根据改造成本及月积分电量获得补贴。2021年澳大利亚能源市场委员会(AEMC)将FFR引入国家电力市场(NEM),响应时间要求≤2秒。西北调控[2018]225号文规定,新能源场站FFR需满足并网点数据刷新周期≤100ms,测频精度0.003Hz。国际上,FFR资源包括风电虚拟惯性响应、储能有功输出、直流输电区外调节能力等。
FFR系统可**设计,符合电力标准,满足高精度、高频次调节需求。支持多规约通讯(MODBUS/IEC104),具备8个以太网口和4个RS485接口。系统具备断电保护功能,断电后统计数据保持时间不小于72小时。通过中国电科院、新疆电科院等多机构验收认证,具备多个区域电网项目实施经验。在风电场应用中,FFR系统可与AGC协调控制,提升场站AGC控制效果,降低考核。七、挑战与未来新能源机组调频缺乏向上调节能力,需通过加配储能或减载运行实现,增加投资成本。大容量直流闭锁扰动下,受端系统需依靠安全稳定控制系统切负荷保障频率安全。快速调频资源缺乏市场激励机制,制约FFR技术推广。未来FFR市场构建需缩短交易周期,分应用场景挖掘潜在资源,如送端系统侧重高频问题,受端系统侧重低频问题。FFR与一次调频、二次调频协同工作,共同构成电网频率控制的“三道防线”。南京中汇电气RE-778新能源快速频率响应装置通过国网电力科学研究院实验验证中心检测,性能可靠。

部分快频装置集成防逆流智能控制、反孤岛保护等功能。浙江涵普电力PD6100系统支持与AGC协调控制及模拟测试,南京中汇电气RE-778新能源快速频率响应装置完成网络安全认证。光伏电站参与电力系统频率调节主要有光伏电站有功备用方式和增加储能单元方式,二者又均可以逆变器单元或电站为对象通过虚拟同步发电机控制、下垂控制实现。有功备用主要通过将逆变器运行功率偏离最大功率点,以提前预留一定量的光伏功率调节能力实现,该方式将一定程度上降低光伏系统发电性能。系统需进一步优化控制算法,减少调频过程中的功率波动,提升机组运行稳定性。黑龙江国内快速频率响应系统
快速频率响应系统的推广应用,有助于促进新能源的健康发展,提升电网安全稳定运行水平。河南快速频率响应系统推广
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。河南快速频率响应系统推广