青海数字快速频率响应系统

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。系统通过优化调频策略，减少新能源场站对电网的频率波动影响，提升电网运行效率。青海数字快速频率响应系统

快速频率响应系统也称为一次调频系统，是保障电网频率稳定的关键设备，通过实时监测电网频率偏差并快速调节新能源场站有功出力，实现电网频率恢复。当电网的频率偏离额定值时，快速频率响应系统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。当电网频率下降时，系统根据电网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，系统根据电网调频下垂曲线快速调节机组减小有功输出。新能源快速频率响应系统需要接入并网点（变高）侧三相CT、PT，经过系统高频采集、计算后，得到高精度的并网频率值，进行是否调频动作的判断。满足动作条件时，系统会根据电网规定的调频下垂曲线计算全场调节的有功总增量，快速频率响应有功—频率下垂特性通过设定频率与有功功率折线函数实现。青海数字快速频率响应系统系统具备高精度频率采集能力，精度可达±0.001Hz，满足电网对频率稳定的严格要求。

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。

快速频率响应系统测量及计算精度方面，电压测量精度为0.2s级（当输入电压模拟量的值在20%—120%额定值时），电流测量精度为0.2s级（当输入电流模拟量的值在20%—120%额定值时），无功功率准确度为0.5级（当电压、电流的夹角在0°—+60°及0°—-30°范围内变化时），功率因数准确度为0.002。快速频率响应系统对信号源的要求方面，波形为正弦波，总畸变率要小于5%，频率为50Hz，偏差为10%。快速频率响应系统其它参数方面，通讯协议支持MODBUS/IEC104，有8个以太网口，4个RS485接口，整系统功率损耗<100W，CT原边功耗<0.4VA，PT输入阻抗>500kΩ。快速频率响应系统安全性能符合标准GB14598.27-2008，电磁兼容性符合标准IEC61000-4，电气绝缘性能符合标准IEC60255-5，具有断电保护功能，断电后统计数据保持时间不小于72h。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。

例如，在偏远地区供电场景中，系统可整合风光储联合发电系统，根据电价波动和负荷需求，自动切换运行模式，确保7×24小时稳定供电。储能系统可与快速频率响应系统配合，提供短时惯量响应和频率支撑，提升电网的频率稳定性。工业园区与商业综合体在工业园区或商业综合体中，系统可协调和管理园区内的分布式电源和储能系统，降低用电成本，提高能源利用效率。例如，通过快速频率响应系统，园区可在用电高峰时段减少对主网的依赖，优先使用分布式电源和储能系统的电能。价值创造与经济效益减少考核费用：通过快速频率响应系统，新能源场站可避免因频率波动导致的考核罚款。例如，新疆达坂城地区某50MW风电场通过应用快速频率响应系统，为业主节省了24万元/年的考核费用。增加发电收益：系统通过压线控制功能，优化风电场或光伏电站的发电效率，增加发电量。例如，该风电场平均每月增发电量达到9万千瓦时，年增发电量给业主带来至少36万元收益。提升电网稳定性：快速频率响应系统通过快速调节有功出力，支撑电网频率稳定，减少频率波动对电网和用户的影响，提升电网的整体稳定性。河南华世智能产品应用于光伏/风力发电并网功率实时控制调节，提升新能源场站的调频能力。青海数字快速频率响应系统

通过快速频率响应，系统可降低新能源场站的AGC考核，提升电站经济效益。青海数字快速频率响应系统

快速频率响应系统在风电场的应用中，可与风机健康度管理系统联动，根据风机健康度评估系数，提高健康度较高机组的调频权重系数，避免亚健康状态风机机组的损耗加剧。快速频率响应系统自2016年开始筹备新能源场站场级调频相关工作，并于2017年被选为国内首批参与调频试验的厂家，在当年内圆满完成了快速频率响应的项目开发、实施及测试，并得到了中国电科院的验收，有着丰富的调频技术与经验积累。快速频率响应系统通过中国电科院、新疆电科院、陕西电科院、宁夏电科院等多个专业机构的验收认证，具备与多个区域电网辖区内项目实施经验，也是首批执行西北调控[2018]225号文标准并通过验收的厂家。快速频率响应系统**设计符合电力标准的产品，满足高精度、高频次的快速频率调节性能要求。快速频率响应系统支持变桨、惯量、变桨+惯量联动等多种调节控制策略。青海数字快速频率响应系统