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。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。重庆电力应急快速频率响应系统
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。重庆电力应急快速频率响应系统系统通过压线控制功能,优化风电场功率输出,提升电网消纳能力。
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。
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。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。
爱尔兰DS3项目于2018年完成FFR服务市场化,支撑70%非同步电源渗透率下电网安全运行。美国得克萨斯州电网提出FFR产品设计计划,明确市场交易机制。英国推进新的频率响应服务市场机制,北欧电网明确FFR技术要求,未来将实现统一市场。国际FFR产品要求包含触发条件(频率偏差0.2%~2%)、响应时间(0.25~2秒)、持续时间(5秒~20分钟)。德国通过《可再生能源法》要求新能源场站具备FFR能力,推动电网灵活性提升。FFR系统将向更高精度(测频精度0.0001Hz)、更快响应(响应周期≤50ms)方向发展。人工智能技术将应用于FFR控制策略优化,提升调频效果。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。云南快速频率响应系统大概费用
系统需加强网络安全防护,防止调频指令被篡改,保障电网安全稳定运行。重庆电力应急快速频率响应系统
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。重庆电力应急快速频率响应系统