協(xié)同控制策略實施功率跟蹤控制:風力發(fā)電系統(tǒng)采用最大功率跟蹤控制方式,以比較大化利用風能。儲能系統(tǒng)則根據(jù)系統(tǒng)功率需求和自身狀態(tài),動態(tài)調(diào)整充放電功率,以平滑風力發(fā)電的波動。充放電控制:當風力發(fā)電功率大于負載需求時,儲能系統(tǒng)充電,儲存多余的電能;當風力發(fā)電功率小于負載需求時,儲能系統(tǒng)放電,補充電能缺口。智能算法應用:利用模糊邏輯算法、模型預測控制(MPC)等智能算法,實現(xiàn)風-儲系統(tǒng)內(nèi)部的靈活配合。這些算法根據(jù)實時風速、負載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等信息,動態(tài)調(diào)整控制策略,提高系統(tǒng)的響應速度和調(diào)節(jié)精度。系統(tǒng)通過優(yōu)化調(diào)頻策略,減少新能源場站對電網(wǎng)的頻率波動影響,提升電網(wǎng)運行效率。海南什么是快速頻率響應系統(tǒng)
控制信號與響應類型快速頻率響應系統(tǒng)通常包括慣量響應與一次調(diào)頻響應。慣量響應以頻率的導數(shù)為控制信號,模擬同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動特性;一次調(diào)頻響應以頻率偏差為控制信號,使風機具備與同步發(fā)電機類似的功頻靜特性。風機減載運行策略快速頻率響應的完全實現(xiàn)基于減載運行,以保證風機具備上調(diào)備用。常見策略包括變速減載與變槳減載。變速減載通過控制風機轉(zhuǎn)速偏離最大功率運行點,限制有功功率輸出,減載量取決于風機偏離最大功率跟蹤點的程度。該方法可分為超速減載與減速減載,其中超速減載在保證風機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性上更具優(yōu)勢。調(diào)速器爬坡率與機組出力約束在快速頻率響應過程中,調(diào)速器的爬坡率隨時間變化。在響應起始幾秒鐘,爬坡率較大,之后逐漸減小。在幾秒時間范圍內(nèi),可用到達頻率比較低點所對應的爬坡率代替整個階段的爬坡率,為系統(tǒng)頻率調(diào)整留有裕量。同時,常規(guī)調(diào)頻機組的輸出功率應小于機組出力的比較大限額值。高清快速頻率響應系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)光伏電站通過增加快速頻率響應控制功能,可實現(xiàn)安全、穩(wěn)定參與一次調(diào)頻,性能優(yōu)于傳統(tǒng)同步發(fā)電機組。
西北某20MW光伏電站進行了快速頻率響應系統(tǒng)改造試點。該電站共20個子陣,每個子陣含2臺500kW光伏逆變器,2臺逆變器交流側(cè)出口通過1臺三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了并聯(lián)式快速頻率響應控制技術(shù),在光伏電站原有的AGC控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增一套**快速頻率響應控制系統(tǒng),新增加的快速頻率響應控制器與AGC系統(tǒng)并聯(lián),二者之間相互通信,并與光伏箱變通信單元通信。通過“旁路”方式建立快速頻率響應控制通道,降低了對原AGC控制系統(tǒng)的影響,同時具有快速頻率響應速度快的優(yōu)點。在頻率階躍擾動試驗中,通過頻率信號發(fā)生器輸入頻率階躍擾動信號。對于頻率階躍下擾試驗,通過AGC現(xiàn)地限制15%功率;對于頻率階躍上擾試驗,不限負荷。試驗結(jié)果顯示,光伏電站在各工況下一次調(diào)頻滯后時間為1.4—1.7s,響應時間為1.7—2.1s,調(diào)節(jié)時間為1.7—2.1s,***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組、火電機組。快速頻率響應與AGC協(xié)調(diào)試驗在特定工況下開展,采用頻率信號發(fā)生器輸出頻率階躍擾動信號,根據(jù)AGC指令和快速頻率響應指令先后次序和類型進行試驗。
應用場景與價值新能源場站在風電場和光伏電站中,快速頻率響應系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多個逆變器或風機的運行,實現(xiàn)有功功率的精細控制。例如,新疆達坂城地區(qū)某50MW風電場通過應用量云的快速頻率響應系統(tǒng),不僅為業(yè)主節(jié)省了24萬元/年的考核費用,還通過壓線控制功能,使風電場平均每月增發(fā)電量達到9萬千瓦時,按上網(wǎng)電價0.34元計算,年增發(fā)電量給業(yè)主帶來至少36萬元收益,直接收益總計高達60萬元/年。微電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中,快速頻率響應系統(tǒng)作為**控制設(shè)備,可實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源、儲能系統(tǒng)和負荷的協(xié)同運行和能量管理。例如,在偏遠地區(qū)供電場景中,系統(tǒng)可整合風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),根據(jù)電價波動和負荷需求,自動切換運行模式,確保7×24小時穩(wěn)定供電。未來,系統(tǒng)將向智能化、協(xié)同化方向發(fā)展,結(jié)合人工智能技術(shù)優(yōu)化調(diào)頻策略。
協(xié)同控制流程執(zhí)行數(shù)據(jù)采集:實時采集風速、負載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。狀態(tài)評估:根據(jù)采集的數(shù)據(jù),評估系統(tǒng)的當前狀態(tài)和未來趨勢。策略制定:根據(jù)狀態(tài)評估結(jié)果,制定協(xié)同控制策略。執(zhí)行控制:將控制策略下發(fā)給風力發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng),執(zhí)行相應的控制動作。反饋調(diào)整:根據(jù)系統(tǒng)響應和實時數(shù)據(jù),對控制策略進行反饋調(diào)整,以優(yōu)化系統(tǒng)性能。風-儲系統(tǒng)協(xié)同控制的工作原理基于風力發(fā)電與儲能系統(tǒng)的特性互補,通過智能控制算法實現(xiàn)兩者之間的協(xié)調(diào)配合,以維持系統(tǒng)的功率平衡和穩(wěn)定運行。某風電場通過應用快速頻率響應系統(tǒng),實現(xiàn)頻率階躍擾動下一次調(diào)頻滯后時間1.4~1.7秒,響應時間1.7~2.1秒。天津數(shù)字快速頻率響應系統(tǒng)
系統(tǒng)基于電網(wǎng)調(diào)頻下垂曲線工作,通過設(shè)定頻率與有功功率的折線函數(shù)實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。海南什么是快速頻率響應系統(tǒng)
四、市場與政策中國多地電網(wǎng)強制要求新能源場站配置FFR裝置,未達標將面臨考核費用。部分省份對FFR技術(shù)改造提供補償支持,場站可根據(jù)改造成本及月積分電量獲得補貼。2021年澳大利亞能源市場委員會(AEMC)將FFR引入國家電力市場(NEM),響應時間要求≤2秒。西北調(diào)控[2018]225號文規(guī)定,新能源場站FFR需滿足并網(wǎng)點數(shù)據(jù)刷新周期≤100ms,測頻精度0.003Hz。國際上,F(xiàn)FR資源包括風電虛擬慣性響應、儲能有功輸出、直流輸電區(qū)外調(diào)節(jié)能力等。海南什么是快速頻率響應系統(tǒng)