四、市场与政策中国多地电网强制要求新能源场站配置FFR装置,未达标将面临考核费用。部分省份对FFR技术改造提供补偿支持,场站可根据改造成本及月积分电量获得补贴。2021年澳大利亚能源市场委员会(AEMC)将FFR引入国家电力市场(NEM),响应时间要求≤2秒。西北调控[2018]225号文规定,新能源场站FFR需满足并网点数据刷新周期≤100ms,测频精度0.003Hz。国际上,FFR资源包括风电虚拟惯性响应、储能有功输出、直流输电区外调节能力等。某光伏电站通过并联式快速频率响应控制技术改造,实现频率阶跃扰动下的快速响应,性能优于传统机组。内蒙古网络快速频率响应系统
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。工业快速频率响应系统参考价格通过快速频率响应,系统可降低新能源场站的AGC考核,提升电站经济效益。
以西北电网风电调频为例,新能源调频技术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%;而量云产品指标更优,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%。在新疆达坂城地区某50MW风电场改造项目中,应用量云的快速频率响应系统,不仅为业主节省了24万/年的考核费用,而且通过压线控制功能,风电场平均每月增发电量达到9万千瓦时,按上网电价0.34元计算,年增发电量给业主带来至少36万收益,直接收益总计高达60万元/年。快速频率响应系统可采集并网点CT&PT模拟量信号,计算并网点电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、序分量、不平衡电压等,同时能对采集数据、计算数据以及策略数据进行存储。快速频率响应系统控制点选择灵活,可根据不同风电场的拓扑结构,合理选择控制点,以满足电网和用户的要求,可以选择高压侧或者低压侧,满足电网对风电场调频和调压功能的考核。
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%)青海某风电场通过GPS时钟同步优化,解决两站共用快频装置的功率波动问题,提升调频精度。
爱尔兰DS3项目于2018年完成FFR服务市场化,支撑70%非同步电源渗透率下电网安全运行。美国得克萨斯州电网提出FFR产品设计计划,明确市场交易机制。英国推进新的频率响应服务市场机制,北欧电网明确FFR技术要求,未来将实现统一市场。国际FFR产品要求包含触发条件(频率偏差0.2%~2%)、响应时间(0.25~2秒)、持续时间(5秒~20分钟)。德国通过《可再生能源法》要求新能源场站具备FFR能力,推动电网灵活性提升。FFR系统将向更高精度(测频精度0.0001Hz)、更快响应(响应周期≤50ms)方向发展。人工智能技术将应用于FFR控制策略优化,提升调频效果。快速频率响应系统通过优化控制策略,减少新能源场站对电网的频率冲击,提升电网稳定性。工业快速频率响应系统参考价格
通过设计符合电力标准的产品,系统实现与多个区域电网辖区内项目的成功实施。内蒙古网络快速频率响应系统
部分快频装置集成防逆流智能控制、反孤岛保护等功能。浙江涵普电力PD6100系统支持与AGC协调控制及模拟测试,南京中汇电气RE-778新能源快速频率响应装置完成网络安全认证。光伏电站参与电力系统频率调节主要有光伏电站有功备用方式和增加储能单元方式,二者又均可以逆变器单元或电站为对象通过虚拟同步发电机控制、下垂控制实现。有功备用主要通过将逆变器运行功率偏离最大功率点,以提前预留一定量的光伏功率调节能力实现,该方式将一定程度上降低光伏系统发电性能。内蒙古网络快速频率响应系统