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。快速频率响应系统在西北电网风电调频中应用,调节时间≤7秒,控制偏差≤1%,提升调频性能。海外快速频率响应系统推广

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。云南快速频率响应系统互惠互利系统具备防逆流智能控制、反孤岛保护等功能,增强新能源场站的安全运行能力。

快速频率响应系统通过接入并网点(变高)侧三相CT、PT,高频采集并网点频率及电气量,经过计算得到高精度的并网频率值。当电网频率偏离额定值时,系统会根据预设的调频下垂曲线,快速调节机组的有功输出。具体来说,当电网频率下降时,系统根据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,系统根据调频下垂曲线快速调节机组减小有功输出。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。快速频率响应系统的**控制策略包括有功—频率特性曲线计算、响应死区设定等。以江苏电网新能源场站一次调频技术规范为例,装置频率死区需≤±0.05Hz,调差率范围为2%—6%。在实际运行中,系统会根据预设的参数,实时判断电网频率是否达到调频范围,并根据调频下垂曲线计算目标出力,快速调节发电单元。
典型案例与效果宁夏某风电场改造项目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的要求,为西北和东北地区多个风电场一次调频和AGC/AVC技改项目提供了成功范例。西北某20MW光伏电站试点改造该电站通过并联式快速频率响应控制技术,实现了光伏电站在频率阶跃扰动、一次调频与AGC协调等多工况下的频率支撑能力。改造后,光伏电站在各工况下一次调频滞后时间为1.4~1.7秒,响应时间为1.7~2.1秒,调节时间为1.7~2.1秒,***优于传统水电机组和火电机组,为后续光伏电站参与电力系统频率调节提供了有益的工程探索。支持一次调频(惯性响应)与二次调频(AGC)协同,覆盖从毫秒级到分钟级的频率调节需求。

协同控制流程执行数据采集:实时采集风速、负载需求、储能系统状态等数据。状态评估:根据采集的数据,评估系统的当前状态和未来趋势。策略制定:根据状态评估结果,制定协同控制策略。执行控制:将控制策略下发给风力发电系统和储能系统,执行相应的控制动作。反馈调整:根据系统响应和实时数据,对控制策略进行反馈调整,以优化系统性能。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。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。数字快速频率响应系统展示
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。海外快速频率响应系统推广
快速频率响应系统支持多种控制点选择,如高压侧或低压侧,能够适应不同新能源场站的拓扑结构。此外,系统支持多种通信规约,如IEC103、IEC104、Modbus TCP等,便于与现有电网调度系统集成。例如,浙江涵普电力PD6100新能源快速频率响应系统支持与AGC协调控制及模拟测试,能够满足不同用户的需求。3.3 安全与可靠性快速频率响应系统具备多种安全保护功能,如防逆流、反孤岛保护等,确保设备在异常工况下的安全运行。同时,系统采用GPS对时功能,保证事件记录和数据记录的时间同步性,便于事后分析和故障排查。例如,部分快频装置集成防逆流智能控制、反孤岛保护等功能,提高了系统的安全性和可靠性。海外快速频率响应系统推广