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%)快速频率响应系统需适应新能源场站的高比例接入,提升对复杂电网工况的适应能力。新一代快速频率响应系统应用

快速频率响应项目的开展,使原本不满足要求的发电机组及通讯网络的速度、精度得到优化和提升,电站经过整改后,其全场控制速度、通讯速度都将得到有效提升,进而会提升场站AGC控制效果,降低AGC考核。双碳目标下,新能源电站规模化发展,新能源电站对于电网是否“友好、稳定”是实现比较大化消纳的重要约束条件,而快速频率响应功能及AGC/AVC正是保障电站发电优先权的主要利器,也是促进新能源消纳的重要手段。在“一次调频”技术改造过程中,针对性地对发电能力低下的机组、通信不良的设备进行检修和巡检,对不稳定的设备进行检查和优化,有效帮助新能源场站做一次全身检查,及时消缺不健康的设备。新一代快速频率响应系统应用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。

在风电场和光伏电站中,快速频率响应系统通过调节风机或光伏逆变器的有功输出,弥补新能源发电的间歇性和波动性,提升电网对新能源的消纳能力。例如,在宁夏某风电场“快速频率响应系统”改造项目中,锐电科技牵头完成了该风场一次调频技改项目的实施工作,并顺利通过了宁夏电科院《西北电网新能源场站快速频率响应功能入网试验》。试验证明,锐电科技“快速频率响应系统”能够满足该地区对风电场快速频率响应要求在特高压输电网络中,快速频率响应系统可有效应对大功率缺失引发的频率失稳问题,避免低频减载装置动作,减少停电事故风险。随着特高压输电技术的不断发展,快速频率响应系统在保障特高压输电系统安全稳定运行方面的作用将愈发重要。
协同控制策略实施功率跟踪控制: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。储能系统则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。这些算法根据实时风速、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。储能系统通过快速频率响应,提供瞬时功率支撑,响应时间≤50ms,有效平抑频率波动。

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。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。新一代快速频率响应系统应用
在风电场中,系统可与风机健康度管理系统联动,提高健康度较高机组的调频权重系数。新一代快速频率响应系统应用
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。新一代快速频率响应系统应用