西北某20MW光伏電站進行了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)改造試點。該電站共20個子陣,每個子陣含2臺500kW光伏逆變器,2臺逆變器交流側(cè)出口通過1臺三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了并聯(lián)式快速頻率響應(yīng)控制技術(shù),在光伏電站原有的AGC控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增一套**快速頻率響應(yīng)控制系統(tǒng),新增加的快速頻率響應(yīng)控制器與AGC系統(tǒng)并聯(lián),二者之間相互通信,并與光伏箱變通信單元通信。通過“旁路”方式建立快速頻率響應(yīng)控制通道,降低了對原AGC控制系統(tǒng)的影響,同時具有快速頻率響應(yīng)速度快的優(yōu)點。在頻率階躍擾動試驗中,通過頻率信號發(fā)生器輸入頻率階躍擾動信號。對于頻率階躍下擾試驗,通過AGC現(xiàn)地限制15%功率;對于頻率階躍上擾試驗,不限負荷。試驗結(jié)果顯示,光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時間為1.4—1.7s,響應(yīng)時間為1.7—2.1s,調(diào)節(jié)時間為1.7—2.1s,***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組、火電機組??焖兕l率響應(yīng)與AGC協(xié)調(diào)試驗在特定工況下開展,采用頻率信號發(fā)生器輸出頻率階躍擾動信號,根據(jù)AGC指令和快速頻率響應(yīng)指令先后次序和類型進行試驗。隨著新能源裝機規(guī)模不斷提高,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用對促進新能源的健康發(fā)展意義重大。云南快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)展示
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過接入并網(wǎng)點(變高)側(cè)三相CT、PT,高頻采集并網(wǎng)點頻率及電氣量,經(jīng)過計算得到高精度的并網(wǎng)頻率值。當電網(wǎng)頻率偏離額定值時,系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線,快速調(diào)節(jié)機組的有功輸出。具體來說,當電網(wǎng)頻率下降時,系統(tǒng)根據(jù)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機組增加有功輸出;當電網(wǎng)頻率上升時,系統(tǒng)根據(jù)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機組減小有功輸出。有功—頻率下垂特性通過設(shè)定頻率與有功功率折線函數(shù)實現(xiàn)??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)的**控制策略包括有功—頻率特性曲線計算、響應(yīng)死區(qū)設(shè)定等。以江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)范為例,裝置頻率死區(qū)需≤±0.05Hz,調(diào)差率范圍為2%—6%。在實際運行中,系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù),實時判斷電網(wǎng)頻率是否達到調(diào)頻范圍,并根據(jù)調(diào)頻下垂曲線計算目標出力,快速調(diào)節(jié)發(fā)電單元。四川快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)大概多少錢某快速頻率響應(yīng)產(chǎn)品性能優(yōu)于行業(yè)標準,測頻精度0.001Hz,控制周期≤200ms,調(diào)節(jié)時間≤7秒,控制偏差≤1%。
新疆達坂城某50MW風(fēng)電場應(yīng)用FFR系統(tǒng)后,年節(jié)省考核費用24萬元,增發(fā)電量收益36萬元,直接收益達60萬元。寧夏某風(fēng)電場通過銳電科技FFR系統(tǒng)改造,順利通過寧夏電科院入網(wǎng)試驗,滿足西北電網(wǎng)調(diào)頻要求。澳大利亞NEM市場FFR服務(wù)已實現(xiàn)商業(yè)化,電池儲能通過提供FFR服務(wù)獲得經(jīng)濟補償。2016年澳大利亞南澳電網(wǎng)“9·28”大停電后,F(xiàn)FR服務(wù)成為提升電網(wǎng)抗擾動能力的重要手段。中國某風(fēng)電場在FFR改造過程中,檢修了發(fā)電能力低下的機組,優(yōu)化了通信不良的設(shè)備,提升了全場控制速度。
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)在新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的背景下,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)裝備,通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率偏差并快速調(diào)節(jié)新能源場站有功出力,實現(xiàn)了電網(wǎng)頻率的精細控制。以下從系統(tǒng)原理、技術(shù)特性、應(yīng)用場景及典型案例四個維度展開分析。系統(tǒng)原理與功能快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)基于有功-頻率下垂控制原理,通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率與額定值的偏差,自動調(diào)節(jié)新能源場站的有功輸出。當電網(wǎng)頻率下降時,系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線快速增加有功輸出;當頻率上升時,系統(tǒng)則減少有功輸出。這一過程通過高頻采集并網(wǎng)點三相電流(CT)和電壓(PT)信號,計算并網(wǎng)點頻率值,實現(xiàn)毫秒級響應(yīng)。例如,在西北某風(fēng)電場改造項目中,系統(tǒng)通過快速頻率響應(yīng)控制柜,實現(xiàn)了頻率升高時減出力、頻率降低時增出力的精細調(diào)節(jié),滿足了電網(wǎng)對風(fēng)電場快速頻率響應(yīng)的要求。通過設(shè)計符合電力標準的產(chǎn)品,系統(tǒng)實現(xiàn)與多個區(qū)域電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)項目的成功實施。
隨著相關(guān)技術(shù)規(guī)范的完善,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將在更多新能源場站中得到推廣應(yīng)用,成為電網(wǎng)調(diào)頻的標準配置。目前,我國多地電網(wǎng)已經(jīng)強制要求新能源場站配置快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),未來這一趨勢將進一步加強。同時,隨著技術(shù)的不斷進步和成本的降低,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)?;瘧?yīng)用將成為可能,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供有力支撐??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)裝備,在新能源大規(guī)模接入的背景下,具有不可替代的作用。本文詳細介紹了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的原理、技術(shù)特點、應(yīng)用場景、實際案例以及發(fā)展趨勢。通過實際案例可以看出,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)能夠有效提升新能源場站的調(diào)頻能力,保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定,同時為業(yè)主帶來***的經(jīng)濟效益。未來,隨著智能化、多能互補等技術(shù)的發(fā)展,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)將不斷完善和升級,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員應(yīng)加強對快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,推動其在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。系統(tǒng)支持變槳、慣量、變槳+慣量聯(lián)動等多種調(diào)節(jié)控制策略,適應(yīng)不同工況需求。安徽附近快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
當電網(wǎng)頻率下降時,系統(tǒng)快速增加機組有功輸出;頻率上升時,快速減少機組有功輸出。云南快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)展示
技術(shù)特性與優(yōu)勢高精度采集與快速響應(yīng)系統(tǒng)具備高精度頻率采集能力(誤差≤±0.05Hz),并可在200ms內(nèi)完成閉環(huán)響應(yīng)。例如,量云快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)解決方案的并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms,測頻精度達0.001Hz,控制周期≤200ms,響應(yīng)滯后時間≤1s,調(diào)節(jié)時間≤7s,控制偏差≤1%。這些技術(shù)指標遠超傳統(tǒng)同步發(fā)電機組,為電網(wǎng)頻率穩(wěn)定提供了有力保障。多規(guī)約通訊與靈活控制系統(tǒng)支持Modbus、IEC61850、DL/T645等多種通信協(xié)議,可與上級調(diào)度系統(tǒng)、AGC/AVC裝置及用戶側(cè)設(shè)備進行信息交互。例如,銳電科技自主研發(fā)的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)基于倍福工業(yè)化控制系統(tǒng),支持數(shù)據(jù)記錄及展示功能,可自行模擬各種工況進行測試,實現(xiàn)了遠程監(jiān)控、配置和升級,提高了運維效率。高可靠性與安全性系統(tǒng)采用冗余設(shè)計,支持主備運行模式,當主機出現(xiàn)故障時,備機可迅速切換。同時,系統(tǒng)具備低電壓穿越保護、過流保護等多種保護功能,以及故障錄波功能,可完成調(diào)頻事件或保護動作的前后波形記錄。例如,量云快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)解決方案的電磁兼容性符合IEC61000-4標準,電氣絕緣性能符合IEC60255-5標準,斷電后統(tǒng)計數(shù)據(jù)保持時間不小于72小時,確保了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運行。云南快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)展示