电子类快速频率响应系统常用知识

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。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。电子类快速频率响应系统常用知识

新能源场站（风电、光伏）是FFR的主要应用场景，尤其在西北、华北等高比例新能源并网区域。储能系统设备（如电池储能）通过FFR实现毫秒级功率调节，弥补传统发电机惯量不足。澳大利亚NEM市场引入FFR服务，要求响应时间≤2秒，电池储能成为主要提供者。中国西北电网要求风电场FFR响应时间≤5秒，调节时间≤7秒，控制偏差≤1%。在风电场中，FFR可与风机健康度管理系统联动，优先调用健康度高的机组参与调频，避免亚健康机组损耗加剧。电子类快速频率响应系统常用知识快速频率响应系统通过实时监测电网频率波动，自动调节新能源机组出力，在毫秒级时间内实现功率增减。

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。

新疆达坂城某50MW风电场应用FFR系统后，年节省考核费用24万元，增发电量收益36万元，直接收益达60万元。宁夏某风电场通过锐电科技FFR系统改造，顺利通过宁夏电科院入网试验，满足西北电网调频要求。澳大利亚NEM市场FFR服务已实现商业化，电池储能通过提供FFR服务获得经济补偿。2016年澳大利亚南澳电网“9·28”大停电后，FFR服务成为提升电网抗扰动能力的重要手段。中国某风电场在FFR改造过程中，检修了发电能力低下的机组，优化了通信不良的设备，提升了全场控制速度。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。

协同控制策略功率跟踪控制：风力发电系统采用最大功率跟踪控制方式，以比较大化利用风能。储能系统根据系统功率需求和自身状态，动态调整充放电功率，以平滑风力发电的波动。充放电控制：当风力发电功率大于负载需求时，储能系统充电，储存多余的电能。当风力发电功率小于负载需求时，储能系统放电，补充电能缺口。智能算法应用：利用模糊逻辑算法、模型预测控制（MPC）等智能算法，实现风-储系统内部的灵活配合。根据实时风速、负载需求、储能系统状态等信息，动态调整控制策略，提高系统的响应速度和调节精度。快速频率响应系统是新能源场站并网的必备条件，合格的系统可避免考核，提升电站收益。电子类快速频率响应系统常用知识

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。电子类快速频率响应系统常用知识

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。电子类快速频率响应系统常用知识