應(yīng)用場(chǎng)景與價(jià)值新能源場(chǎng)站在風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多個(gè)逆變器或風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)有功功率的精細(xì)控制。例如,新疆達(dá)坂城地區(qū)某50MW風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)應(yīng)用量云的快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬(wàn)元/年的考核費(fèi)用,還通過(guò)壓線控制功能,使風(fēng)電場(chǎng)平均每月增發(fā)電量達(dá)到9萬(wàn)千瓦時(shí),按上網(wǎng)電價(jià)0.34元計(jì)算,年增發(fā)電量給業(yè)主帶來(lái)至少36萬(wàn)元收益,直接收益總計(jì)高達(dá)60萬(wàn)元/年。微電網(wǎng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)作為**控制設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷的協(xié)同運(yùn)行和能量管理。例如,在偏遠(yuǎn)地區(qū)供電場(chǎng)景中,系統(tǒng)可整合風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),根據(jù)電價(jià)波動(dòng)和負(fù)荷需求,自動(dòng)切換運(yùn)行模式,確保7×24小時(shí)穩(wěn)定供電。多能互補(bǔ)調(diào)頻系統(tǒng)將成為發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)火電、水電、儲(chǔ)能的聯(lián)合調(diào)頻,提升整體調(diào)頻能力。耐用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)
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(chǎng)站中得到推廣應(yīng)用,成為電網(wǎng)調(diào)頻的標(biāo)準(zhǔn)配置。目前,我國(guó)多地電網(wǎng)已經(jīng)強(qiáng)制要求新能源場(chǎng)站配置快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),未來(lái)這一趨勢(shì)將進(jìn)一步加強(qiáng)。同時(shí),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模化應(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(xì)介紹了快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景、實(shí)際案例以及發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)實(shí)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(chǎng)站的調(diào)頻能力,保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定,同時(shí)為業(yè)主帶來(lái)***的經(jīng)濟(jì)效益。未來(lái),隨著智能化、多能互補(bǔ)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(jí),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(qiáng)對(duì)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,推動(dòng)其在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。耐用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)需適應(yīng)新能源場(chǎng)站的高比例接入,提升對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)工況的適應(yīng)能力。
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)(Fast Frequency Response System, FFRS)是現(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,尤其在新能源大規(guī)模接入的背景下,其作用愈發(fā)重要。以下從系統(tǒng)原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹:快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)是新能源高占比電網(wǎng)中不可或缺的技術(shù)手段,其高精度、快速性和靈活性為電網(wǎng)頻率穩(wěn)定提供了有力保障。隨著新能源裝機(jī)容量的不斷增加,快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用將更加***,技術(shù)也將不斷升級(jí),為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供重要支撐。
四、市場(chǎng)與政策中國(guó)多地電網(wǎng)強(qiáng)制要求新能源場(chǎng)站配置FFR裝置,未達(dá)標(biāo)將面臨考核費(fèi)用。部分省份對(duì)FFR技術(shù)改造提供補(bǔ)償支持,場(chǎng)站可根據(jù)改造成本及月積分電量獲得補(bǔ)貼。2021年澳大利亞能源市場(chǎng)委員會(huì)(AEMC)將FFR引入國(guó)家電力市場(chǎng)(NEM),響應(yīng)時(shí)間要求≤2秒。西北調(diào)控[2018]225號(hào)文規(guī)定,新能源場(chǎng)站FFR需滿足并網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms,測(cè)頻精度0.003Hz。國(guó)際上,F(xiàn)FR資源包括風(fēng)電虛擬慣性響應(yīng)、儲(chǔ)能有功輸出、直流輸電區(qū)外調(diào)節(jié)能力等。通過(guò)快速頻率響應(yīng),系統(tǒng)可降低新能源場(chǎng)站的AGC考核,提升電站經(jīng)濟(jì)效益。
控制信號(hào)與響應(yīng)類型快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通常包括慣量響應(yīng)與一次調(diào)頻響應(yīng)。慣量響應(yīng)以頻率的導(dǎo)數(shù)為控制信號(hào),模擬同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)特性;一次調(diào)頻響應(yīng)以頻率偏差為控制信號(hào),使風(fēng)機(jī)具備與同步發(fā)電機(jī)類似的功頻靜特性。風(fēng)機(jī)減載運(yùn)行策略快速頻率響應(yīng)的完全實(shí)現(xiàn)基于減載運(yùn)行,以保證風(fēng)機(jī)具備上調(diào)備用。常見(jiàn)策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過(guò)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏離最大功率運(yùn)行點(diǎn),限制有功功率輸出,減載量取決于風(fēng)機(jī)偏離最大功率跟蹤點(diǎn)的程度。該方法可分為超速減載與減速減載,其中超速減載在保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性上更具優(yōu)勢(shì)。調(diào)速器爬坡率與機(jī)組出力約束在快速頻率響應(yīng)過(guò)程中,調(diào)速器的爬坡率隨時(shí)間變化。在響應(yīng)起始幾秒鐘,爬坡率較大,之后逐漸減小。在幾秒時(shí)間范圍內(nèi),可用到達(dá)頻率比較低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的爬坡率代替整個(gè)階段的爬坡率,為系統(tǒng)頻率調(diào)整留有裕量。同時(shí),常規(guī)調(diào)頻機(jī)組的輸出功率應(yīng)小于機(jī)組出力的比較大限額值??焖兕l率響應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率波動(dòng),自動(dòng)調(diào)節(jié)新能源機(jī)組出力,在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)功率增減。河南新一代快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)
河南華世智能產(chǎn)品應(yīng)用于光伏/風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié),提升新能源場(chǎng)站的調(diào)頻能力。耐用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)
快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)接入并網(wǎng)點(diǎn)(變高)側(cè)三相CT、PT,高頻采集并網(wǎng)點(diǎn)頻率及電氣量,經(jīng)過(guò)計(jì)算得到高精度的并網(wǎng)頻率值。當(dāng)電網(wǎng)頻率偏離額定值時(shí),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)頻下垂曲線,快速調(diào)節(jié)機(jī)組的有功輸出。具體來(lái)說(shuō),當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時(shí),系統(tǒng)根據(jù)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組增加有功輸出;當(dāng)電網(wǎng)頻率上升時(shí),系統(tǒng)根據(jù)調(diào)頻下垂曲線快速調(diào)節(jié)機(jī)組減小有功輸出。有功—頻率下垂特性通過(guò)設(shè)定頻率與有功功率折線函數(shù)實(shí)現(xiàn)。快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)的**控制策略包括有功—頻率特性曲線計(jì)算、響應(yīng)死區(qū)設(shè)定等。以江蘇電網(wǎng)新能源場(chǎng)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(shí)際運(yùn)行中,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù),實(shí)時(shí)判斷電網(wǎng)頻率是否達(dá)到調(diào)頻范圍,并根據(jù)調(diào)頻下垂曲線計(jì)算目標(biāo)出力,快速調(diào)節(jié)發(fā)電單元。耐用快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)