国产快速频率响应系统技术指导

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。储能系统通过快速频率响应，提供瞬时功率支撑，响应时间≤50ms，有效平抑频率波动。国产快速频率响应系统技术指导

高精度与快速性频率测量精度可达±0.002Hz，采样周期≤50ms，确保对频率变化的精细捕捉。闭环响应周期≤200ms，满足电网对快速调频的需求。灵活性与兼容性支持多种控制点选择（如高压侧或低压侧），适应不同场站的拓扑结构。支持多种通信规约（如IEC103、IEC104、Modbus TCP），便于与现有电网调度系统集成。安全与可靠性具备防逆流、反孤岛保护等功能，确保设备在异常工况下的安全运行。采用GPS对时功能，保证事件记录和数据记录的时间同步性。电子类快速频率响应系统优势快速频率响应系统通过实时监测电网频率偏差，主动调节机组有功功率，维持电网频率稳定。

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。

控制信号与响应类型快速频率响应系统通常包括惯量响应与一次调频响应。惯量响应以频率的导数为控制信号，模拟同步发电机转子转动特性；一次调频响应以频率偏差为控制信号，使风机具备与同步发电机类似的功频静特性。风机减载运行策略快速频率响应的完全实现基于减载运行，以保证风机具备上调备用。常见策略包括变速减载与变桨减载。变速减载通过控制风机转速偏离最大功率运行点，限制有功功率输出，减载量取决于风机偏离最大功率跟踪点的程度。该方法可分为超速减载与减速减载，其中超速减载在保证风机转速稳定性上更具优势。调速器爬坡率与机组出力约束在快速频率响应过程中，调速器的爬坡率随时间变化。在响应起始几秒钟，爬坡率较大，之后逐渐减小。在几秒时间范围内，可用到达频率比较低点所对应的爬坡率代替整个阶段的爬坡率，为系统频率调整留有裕量。同时，常规调频机组的输出功率应小于机组出力的比较大限额值。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。

数据采集：实时采集风速、负载需求、储能系统状态等数据。状态评估：根据采集的数据，评估系统的当前状态和未来趋势。策略制定：根据状态评估结果，制定协同控制策略。执行控制：将控制策略下发给风力发电系统和储能系统，执行相应的控制动作。反馈调整：根据系统响应和实时数据，对控制策略进行反馈调整，以优化系统性能。五、协同控制优势提高稳定性：通过协同控制，减少因风速波动引起的功率波动，提高系统的稳定性。优化能源利用：根据电网需求和储能系统的状态，优化风力发电和储能系统的调度策略，提高能源利用效率。延长设备寿命：通过合理的充放电控制，减少储能系统的频繁充放电次数，延长设备寿命。系统通过优化全场控制速度和通讯速度，提升场站AGC控制效果，降低考核成本。光纤数据快速频率响应系统设计

完善调频服务市场机制，明确调频服务定价与补偿机制，将激发市场活力，推动技术发展。国产快速频率响应系统技术指导

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。国产快速频率响应系统技术指导