天津快速频率响应系统技术指导

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。某风电场通过应用快速频率响应系统，实现频率阶跃扰动下一次调频滞后时间1.4～1.7秒，响应时间1.7～2.1秒。天津快速频率响应系统技术指导

快速频率响应系统（FFR）通过实时监测电网频率偏差，主动调节新能源场站有功出力，抑制频率波动，维持电网稳定。系统基于频率下垂特性，当频率下降时增加有功输出，频率上升时减少有功输出，模拟同步发电机的功频静特性。**原理是利用高精度测频装置（精度可达0.001Hz）和快速控制算法（响应周期≤200ms），实现毫秒级调节。与二次调频（AGC）不同，FFR不依赖外部指令，*通过本地频率监测自主响应，属于有差调节。惯量响应是FFR的一种形式，以频率导数为控制信号，模拟同步发电机转子惯量，延缓频率变化速率。天津快速频率响应系统技术指导系统通过优化调频策略，减少新能源场站对电网的频率波动影响，提升电网运行效率。

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。

协同控制流程执行数据采集：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。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。光伏电站通过增加快速频率响应控制功能，可实现安全、稳定参与一次调频，性能优于传统同步发电机组。

光伏电站改造某20MW光伏电站通过增加快速频率响应装置，实现了频率偏差的实时监测和有功功率的快速调节。改造后，系统频率响应时间缩短至200ms以内，满足了电网调度要求。风电场一次调频升级某风电场采用基于倍福工业化控制系统的快速频率响应系统，实现了频率升高时快速减出力、频率降低时快速增出力的功能，严格按照调度设定的曲线运行，提升了风电场的调频能力。智能化与自适应控制未来快速频率响应系统将结合人工智能技术，实现自适应调频策略的优化，提升系统在不同工况下的响应性能。多能互补与协同控制快速频率响应系统将与储能、需求响应等资源协同工作，形成多能互补的调频体系，提升电网的整体稳定性。标准化与规模化应用随着相关技术规范的完善，快速频率响应系统将在更多新能源场站中得到推广应用，成为电网调频的标准配置。快速频率响应系统的并网点数据刷新周期≤100ms，测频精度≤0.003Hz，控制周期≤1秒。什么快速频率响应系统工作原理

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。天津快速频率响应系统技术指导

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。天津快速频率响应系统技术指导