广西快速频率响应系统技术指导

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。快速频率响应系统的控制周期短，通常≤1秒，响应滞后时间≤2秒，调节时间≤15秒。广西快速频率响应系统技术指导

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。陕西快速频率响应系统技术青海某风电场通过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。

**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。

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。系统可与AGC系统协调控制，当频率偏差超过设定范围时，优先响应快速频率调节指令。

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。陕西快速频率响应系统技术

系统基于电网调频下垂曲线工作，通过设定频率与有功功率的折线函数实现快速调节。广西快速频率响应系统技术指导

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。广西快速频率响应系统技术指导