快速频率响应系统通过接入并网点(变高)侧三相CT、PT,高频采集并网点频率及电气量,经过计算得到高精度的并网频率值。当电网频率偏离额定值时,系统会根据预设的调频下垂曲线,快速调节机组的有功输出。具体来说,当电网频率下降时,系统根据调频下垂曲线快速调节机组增加有功输出;当电网频率上升时,系统根据调频下垂曲线快速调节机组减小有功输出。有功—频率下垂特性通过设定频率与有功功率折线函数实现。快速频率响应系统的**控制策略包括有功—频率特性曲线计算、响应死区设定等。以江苏电网新能源场站一次调频技术规范为例,装置频率死区需≤±0.05Hz,调差率范围为2%—6%。在实际运行中,系统会根据预设的参数,实时判断电网频率是否达到调频范围,并根据调频下垂曲线计算目标出力,快速调节发电单元。某50MW风电场应用快速频率响应系统后,年增发电量收益达36万元,考核费用节省24万元。数字快速频率响应系统常见问题
快速频率响应系统具备高精度的频率测量能力,频率测量精度可达±0.002Hz,采样周期≤50ms。同时,系统的闭环响应周期≤200ms,能够在极短的时间内对电网频率变化做出响应。例如,量云快速频率响应系统解决方案中,产品性能参数并网点数据刷新周期≤10ms,测频精度0.001Hz,控制周期≤200ms,响应滞后时间thx≤1s,响应时间t0.9≤5s,调节时间ts≤7s,控制偏差≤1%,远优于西北电网风电调频的指标要求(并网点数据刷新周期≤100ms,测频精度0.003Hz,控制周期≤1s,响应滞后时间thx≤2s,响应时间t0.9≤12s,调节时间ts≤15s,控制偏差≤2%)西藏快速频率响应系统质量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。
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。快速频率响应系统广泛应用于风电、光伏、储能等新能源场站,提升新能源对电网的友好性。
随着全球能源结构的转型,新能源(如风电、光伏)在电力系统中的占比不断提高。然而,新能源发电具有间歇性和波动性的特点,给电网的频率稳定带来了巨大挑战。快速频率响应系统作为一种有效的调频手段,能够实时监测电网频率偏差,并快速调节新能源场站的有功功率输出,抑制频率波动,维持电网频率稳定。因此,深入研究快速频率响应系统对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。快速频率响应系统也称为一次调频系统。在电力系统中,频率是衡量发电端有功出力和用户端负荷消耗供需平衡关系的重要指标。当发电端有功出力大于用户端负荷消耗时,频率偏高;反之,频率偏低。只有供需基本平衡时,频率才会稳定在额定值(如50Hz)左右,此时常规电器设备才能比较大效率地运转。快速频率响应系统以电力系统频率为调控目标,通过主动控制机组有功功率的增减,限制电网频率变化,使电网频率维持稳定。系统支持多规约通讯能力,可与电网调度系统无缝对接,实现数据实时交互。数字快速频率响应系统常见问题
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。数字快速频率响应系统常见问题
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。数字快速频率响应系统常见问题