宁夏电力应急快速频率响应系统

**目标快速频率响应系统通过实时监测电网频率偏差，快速调节新能源场站（如风电场、光伏电站）的有功功率输出，抑制频率波动，维持电网频率稳定。其响应速度通常要求在200毫秒内完成调节，远快于传统调频手段（如自动发电控制，AGC）。工作机制频率监测：高精度采集电网频率（精度可达±0.002Hz），实时判断频率是否超出预设死区（如±0.06Hz）。有功-频率下垂控制：根据频率偏差，通过预设的折线函数计算有功功率调节目标值，并下发至新能源场站的有功控制系统（如AGC）或逆变器。快速调节：当频率升高时，减少新能源发电出力；当频率降低时，增加发电出力，实现“频率-功率”的快速联动。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。宁夏电力应急快速频率响应系统

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。新一代快速频率响应系统互惠互利系统需进一步优化控制算法，减少调频过程中的功率波动，提升机组运行稳定性。

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。

FFR系统需接入并网点三相CT、PT，高频采集电气量，计算并网点频率。**硬件包括**服务器（至强处理器，8GB内存，2TB硬盘）、高速测频装置、网络交换机等。软件模块包括实时控制监测系统、远程优化控制、SCADA接口、故障告警管理等。调频下垂曲线通过设定频率与有功功率的折线函数实现，支持变桨、惯量、变桨+惯量联动控制策略。系统需满足高电磁兼容性（IEC61000-4标准）、高电气绝缘性能（IEC60255-5标准），断电后数据保持时间≥72小时。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。

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。光伏电站通过增加快速频率响应控制功能，可实现安全、稳定参与一次调频，性能优于传统同步发电机组。宁夏电力应急快速频率响应系统

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。宁夏电力应急快速频率响应系统

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。宁夏电力应急快速频率响应系统