风-储系统协同控制的工作原理基于风力发电与储能系统的特性互补,通过智能控制算法实现两者之间的协调配合,以维持系统的功率平衡和稳定运行。以下是详细的工作原理描述:一、系统构成与特性风力发电系统:风力发电系统的发电功率受到风速大小的限制,而风能固有的间歇性和波动性使单一的风能发电具有很大的波动性。储能系统:储能系统(如电池储能)具有快速充放电能力,可以平滑风力发电的波动,并在需要时提供额外的功率支持。二、协同控制目标功率平衡:通过协同控制,确保风力发电与储能系统的总输出功率满足负载需求,维持系统的功率平衡。稳定运行:减少因风速波动引起的功率波动,提高系统的稳定性和可靠性。优化调度快速频率响应系统(FFR)通过实时监测电网频率,毫秒级响应频率波动,快速调节发电或负荷资源。电力应急快速频率响应系统销售厂
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。什么快速频率响应系统展示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。
高精度与快速性频率测量精度可达±0.002Hz,采样周期≤50ms,确保对频率变化的精细捕捉。闭环响应周期≤200ms,满足电网对快速调频的需求。灵活性与兼容性支持多种控制点选择(如高压侧或低压侧),适应不同场站的拓扑结构。支持多种通信规约(如IEC103、IEC104、Modbus TCP),便于与现有电网调度系统集成。安全与可靠性具备防逆流、反孤岛保护等功能,确保设备在异常工况下的安全运行。采用GPS对时功能,保证事件记录和数据记录的时间同步性。
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。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。
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。南京中汇电气RE-778新能源快速频率响应装置通过国网电力科学研究院实验验证中心检测,性能可靠。甘肃网络快速频率响应系统
多能互补调频系统将成为发展趋势,通过火电、水电、储能的联合调频,提升整体调频能力。电力应急快速频率响应系统销售厂
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。电力应急快速频率响应系统销售厂