以西北電網(wǎng)風電調(diào)頻為例，新能源調(diào)頻技術指標要求并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms，測頻精度0.003Hz，控制周期≤1s，響應滯后時間thx≤2s，響應時間t0.9≤12s，調(diào)節(jié)時間ts≤15s，控制偏差≤2%；而量云產(chǎn)品指標更優(yōu)，并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤10ms，測頻精度0.001Hz，控制周期≤200ms，響應滯后時間thx≤1s，響應時間t0.9≤5s，調(diào)節(jié)時間ts≤7s，控制偏差≤1%。在新疆達坂城地區(qū)某50MW風電場改造項目中，應用量云的快速頻率響應系統(tǒng)，不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬/年的考核費用，而且通過壓線控制功能，風電場平均每月增發(fā)電量達到9萬千瓦時，按上網(wǎng)電價0.34元計算，年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬收益，直接收益總計高達60萬元/年�？焖兕l率響應系統(tǒng)可采集并網(wǎng)點CT&PT模擬量信號，計算并網(wǎng)點電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、序分量、不平衡電壓等，同時能對采集數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)以及策略數(shù)據(jù)進行存儲�？焖兕l率響應系統(tǒng)控制點選擇靈活，可根據(jù)不同風電場的拓撲結構，合理選擇控制點，以滿足電網(wǎng)和用戶的要求，可以選擇高壓側或者低壓側，滿足電網(wǎng)對風電場調(diào)頻和調(diào)壓功能的考核。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。湖南電話快速頻率響應系統(tǒng)
光伏電站改造某20MW光伏電站通過增加快速頻率響應裝置，實現(xiàn)了頻率偏差的實時監(jiān)測和有功功率的快速調(diào)節(jié)。改造后，系統(tǒng)頻率響應時間縮短至200ms以內(nèi)，滿足了電網(wǎng)調(diào)度要求。風電場一次調(diào)頻升級某風電場采用基于倍福工業(yè)化控制系統(tǒng)的快速頻率響應系統(tǒng)，實現(xiàn)了頻率升高時快速減出力、頻率降低時快速增出力的功能，嚴格按照調(diào)度設定的曲線運行，提升了風電場的調(diào)頻能力。智能化與自適應控制未來快速頻率響應系統(tǒng)將結合人工智能技術，實現(xiàn)自適應調(diào)頻策略的優(yōu)化，提升系統(tǒng)在不同工況下的響應性能。多能互補與協(xié)同控制快速頻率響應系統(tǒng)將與儲能、需求響應等資源協(xié)同工作，形成多能互補的調(diào)頻體系，提升電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性。標準化與規(guī)模化應用隨著相關技術規(guī)范的完善，快速頻率響應系統(tǒng)將在更多新能源場站中得到推廣應用，成為電網(wǎng)調(diào)頻的標準配置。云南快速頻率響應系統(tǒng)介紹光伏電站通過增加快速頻率響應控制功能，可實現(xiàn)安全、穩(wěn)定參與一次調(diào)頻，性能優(yōu)于傳統(tǒng)同步發(fā)電機組。
典型案例與效果寧夏某風電場改造項目銳電科技牽頭完成了該風場一次調(diào)頻技改項目的實施工作，并順利通過了寧夏電科院《西北電網(wǎng)新能源場站快速頻率響應功能入網(wǎng)試驗》。試驗證明，銳電科技“快速頻率響應系統(tǒng)”能夠滿足該地區(qū)對風電場快速頻率響應的要求，為西北和東北地區(qū)多個風電場一次調(diào)頻和AGC/AVC技改項目提供了成功范例。西北某20MW光伏電站試點改造該電站通過并聯(lián)式快速頻率響應控制技術，實現(xiàn)了光伏電站在頻率階躍擾動、一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)等多工況下的頻率支撐能力。改造后，光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時間為1.4～1.7秒，響應時間為1.7～2.1秒，調(diào)節(jié)時間為1.7～2.1秒，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組和火電機組，為后續(xù)光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)提供了有益的工程探索。
部分快頻裝置集成防逆流智能控制、反孤島保護等功能。浙江涵普電力PD6100系統(tǒng)支持與AGC協(xié)調(diào)控制及模擬測試，南京中匯電氣RE-778新能源快速頻率響應裝置完成網(wǎng)絡安全認證。光伏電站參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)主要有光伏電站有功備用方式和增加儲能單元方式，二者又均可以逆變器單元或電站為對象通過虛擬同步發(fā)電機控制、下垂控制實現(xiàn)。有功備用主要通過將逆變器運行功率偏離最大功率點，以提前預留一定量的光伏功率調(diào)節(jié)能力實現(xiàn)，該方式將一定程度上降低光伏系統(tǒng)發(fā)電性能。某新能源場站應用快速頻率響應系統(tǒng)后，調(diào)頻貢獻電量占比達15%，年調(diào)頻收益超過500萬元。
控制信號與響應類型快速頻率響應系統(tǒng)通常包括慣量響應與一次調(diào)頻響應。慣量響應以頻率的導數(shù)為控制信號，模擬同步發(fā)電機轉子轉動特性；一次調(diào)頻響應以頻率偏差為控制信號，使風機具備與同步發(fā)電機類似的功頻靜特性。風機減載運行策略快速頻率響應的完全實現(xiàn)基于減載運行，以保證風機具備上調(diào)備用。常見策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過控制風機轉速偏離最大功率運行點，限制有功功率輸出，減載量取決于風機偏離最大功率跟蹤點的程度。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機轉速穩(wěn)定性上更具優(yōu)勢。調(diào)速器爬坡率與機組出力約束在快速頻率響應過程中，調(diào)速器的爬坡率隨時間變化。在響應起始幾秒鐘，爬坡率較大，之后逐漸減小。在幾秒時間范圍內(nèi)，可用到達頻率比較低點所對應的爬坡率代替整個階段的爬坡率，為系統(tǒng)頻率調(diào)整留有裕量。同時，常規(guī)調(diào)頻機組的輸出功率應小于機組出力的比較大限額值。系統(tǒng)通過優(yōu)化調(diào)頻策略，減少新能源場站對電網(wǎng)的頻率波動影響，提升電網(wǎng)運行效率。云南快速頻率響應系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)通過快速調(diào)節(jié)新能源場站有功出力，減少對傳統(tǒng)同步發(fā)電機組的調(diào)頻依賴，提升電網(wǎng)靈活性。湖南電話快速頻率響應系統(tǒng)
接入“一次調(diào)頻”系統(tǒng)是當前新能源場站并網(wǎng)的必備條件，合格的系統(tǒng)能夠讓場站避免考核。有些省份對新能源電站一次調(diào)頻技術改造有補償支持，場站可根據(jù)改造成本及月積分電量得到補償，因此，具備快速頻率響應功能的電站投資收益也更可觀�？焖兕l率響應系統(tǒng)符合《江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調(diào)頻技術規(guī)范》要求，具備高精度頻率采集（≤±0.05Hz）、快速閉環(huán)響應（周期≤200ms）及多規(guī)約通訊能力。自2020年起，中國多地電網(wǎng)強制要求新能源場站配置快頻裝置，截至2021年，國能日新系統(tǒng)已在西北、蒙東、華中等地區(qū)數(shù)百個場站投運。湖南電話快速頻率響應系統(tǒng)
