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一次调频技术原理
 

  一次调频技术原理

  1.一次调频应用背景

  随着风力发电、光伏发电等可再生能源发展的快速发展,新能源安装比重提高,现有火力、水电等现有安装被新能源取代,电网系统变频调速能力持续下降,电网变频调速问题日益突出,有时会出现电网频率问题。但是,新能源发电厂由于自身特点,频率响应缓慢,对现有发电机组变频调峰的压力增大,因此新能源发电厂的一次调频需求是发展的必然趋势。

  大量新能源项目靠近电网,将主要引起以下主要问题。

  (1)在高科技能量率下,电网系统的频率电压调节能力持续下降。

  (2)电网对新能源发展缺乏适应性,存在大规模脱离互联网的风险。

  (3)多个电力电子设备交互复杂,系统振动问题明显。


一次调频


  上述问题是新能源发展迅速增长带来的突出问题,是新能源发展可持续发展的重要决定性因素。快速频率控制是解决这些问题的重要方法。

  2016年,西北能源监督局在西北五省进行了快速频率响应试点研究。2016-2017年西北电网10座新能源发电厂完成了快速频率响应功能改造,证明新能源发电厂必须具备电网快速频率响应能力。

  一次调频技术方案

  一次调频专有技术

  快速频率响应技术是指当电网频率受到较大频率差异干扰时,快速调整风电场的发电功率,使电网频率快速恢复到正常范围的能力。

  对于风电场项目,收集风电场并网系统的频率,在风力资源允许的情况下(发电量超过额定功率的20%),可以实时判断电网频率和电压的变化。如果系统正常运行,频率超出死区范围,频率将迅速响应,根据风扇的当前运行状态和工作条件进行判断,确定每个风扇的运动逻辑。另外,监控系统具有数据监控、数据存储、数据分析等功能,使风电场能够主动响应系统频率的变化,稳定运行电网。

  快速频率响应原理

  新能源站基于有源工频特性曲线函数,提供快速频率响应功能。

  系统功能

  (1)如果系统频率发生偏移,发电厂可以快速响应。

  (2)频率上升可以主动降低活动输出,频率下降可以在功率有限的情况下主动增加功率。

  (3)通过调整监控设备的安全约束,根据收到的控制指令,在安全约束条件下实现控制输出。

  (4)使用独立FM快速响应模块实现独立DC总线电压控制、FM控制、功率限制控制功能。

  (5)频率快速响应系统判断电网异常,监控系统有效功率、无功功率和频率、台风机运行状态、快速频率调节触发器和独立快速频率调节命令触发器。到目前为止,一次调频技术在西北五省及其他许多新能源装机容量较大的州进行了试验测试,测试结果良好。许多省份发布了将新能源一次调频技术列为新能源项目建设的必要条件的相关要求。


 
 

  一次调频技术原理

  1.一次调频应用背景

  随着风力发电、光伏发电等可再生能源发展的快速发展,新能源安装比重提高,现有火力、水电等现有安装被新能源取代,电网系统变频调速能力持续下降,电网变频调速问题日益突出,有时会出现电网频率问题。但是,新能源发电厂由于自身特点,频率响应缓慢,对现有发电机组变频调峰的压力增大,因此新能源发电厂的一次调频需求是发展的必然趋势。

  大量新能源项目靠近电网,将主要引起以下主要问题。

  (1)在高科技能量率下,电网系统的频率电压调节能力持续下降。

  (2)电网对新能源发展缺乏适应性,存在大规模脱离互联网的风险。

  (3)多个电力电子设备交互复杂,系统振动问题明显。


一次调频


  上述问题是新能源发展迅速增长带来的突出问题,是新能源发展可持续发展的重要决定性因素。快速频率控制是解决这些问题的重要方法。

  2016年,西北能源监督局在西北五省进行了快速频率响应试点研究。2016-2017年西北电网10座新能源发电厂完成了快速频率响应功能改造,证明新能源发电厂必须具备电网快速频率响应能力。

  一次调频技术方案

  一次调频专有技术

  快速频率响应技术是指当电网频率受到较大频率差异干扰时,快速调整风电场的发电功率,使电网频率快速恢复到正常范围的能力。

  对于风电场项目,收集风电场并网系统的频率,在风力资源允许的情况下(发电量超过额定功率的20%),可以实时判断电网频率和电压的变化。如果系统正常运行,频率超出死区范围,频率将迅速响应,根据风扇的当前运行状态和工作条件进行判断,确定每个风扇的运动逻辑。另外,监控系统具有数据监控、数据存储、数据分析等功能,使风电场能够主动响应系统频率的变化,稳定运行电网。

  快速频率响应原理

  新能源站基于有源工频特性曲线函数,提供快速频率响应功能。

  系统功能

  (1)如果系统频率发生偏移,发电厂可以快速响应。

  (2)频率上升可以主动降低活动输出,频率下降可以在功率有限的情况下主动增加功率。

  (3)通过调整监控设备的安全约束,根据收到的控制指令,在安全约束条件下实现控制输出。

  (4)使用独立FM快速响应模块实现独立DC总线电压控制、FM控制、功率限制控制功能。

  (5)频率快速响应系统判断电网异常,监控系统有效功率、无功功率和频率、台风机运行状态、快速频率调节触发器和独立快速频率调节命令触发器。到目前为止,一次调频技术在西北五省及其他许多新能源装机容量较大的州进行了试验测试,测试结果良好。许多省份发布了将新能源一次调频技术列为新能源项目建设的必要条件的相关要求。


 
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