快速頻率響應(yīng)也稱為一次調(diào)頻，與二次調(diào)頻（AGC）一同被認(rèn)為是電網(wǎng)頻率控制或頻率調(diào)整的主要手段，而隨著新能源裝機(jī)規(guī)模不斷增多，單一地依靠二次調(diào)頻漸漸不能滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行要求，一次調(diào)頻的重要性凸顯出來(lái)。 那么很多人會(huì)有疑問(wèn)，為什么要對(duì)頻率進(jìn)行控制呢？頻率和電壓是電力系統(tǒng)最主要的安全穩(wěn)定指標(biāo)，頻率不穩(wěn)定會(huì)直接影響電網(wǎng)安全和用戶生產(chǎn)效率。頻率的大小由發(fā)電端有功輸出和用戶端負(fù)荷消耗的供需平衡關(guān)系決定，供大于求時(shí)頻率偏高，供不應(yīng)求時(shí)頻率偏低，只有供需基本平衡時(shí)，頻率才會(huì)穩(wěn)定在50Hz左右（本文只討論常用頻率50Hz），常規(guī)的按照50Hz額定頻率生產(chǎn)制造的電器設(shè)備才能最大效率運(yùn)轉(zhuǎn)。依照頻率這一特點(diǎn)，電力系統(tǒng)主要的頻率調(diào)整方法就是調(diào)整發(fā)電功率和進(jìn)行負(fù)荷管理。

1、有功控制響應(yīng)的指令來(lái)源不同

       二次調(diào)頻（AGC）通過(guò)接收電力調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的發(fā)電計(jì)劃和功率調(diào)節(jié)指令實(shí)現(xiàn)電站功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)；而快速頻率響應(yīng)裝置不接收外部指令，靠自身監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率變動(dòng)，當(dāng)頻率超過(guò)某一設(shè)定范圍后，根據(jù)功頻轉(zhuǎn)換策略計(jì)算出電站有功出力調(diào)整值，并根據(jù)頻率控制策略耦合當(dāng)前AGC目標(biāo)值產(chǎn)生一個(gè)綜合目標(biāo)值，發(fā)電機(jī)組快速響應(yīng)該綜合目標(biāo)值指令。

2、性能要求不同

       一次調(diào)頻屬于有差調(diào)節(jié)，發(fā)生在二次調(diào)頻之前，當(dāng)電網(wǎng)頻率異常后能夠快速回拉，是減小頻率波動(dòng)影響的主要措施，新能源相關(guān)規(guī)范中要求快速頻率響應(yīng)裝置2秒內(nèi)就要使電站有功出力開(kāi)始變化，最多在15秒內(nèi)調(diào)節(jié)完成；而二次調(diào)頻（AGC）屬于無(wú)差調(diào)節(jié)，是在電力調(diào)度統(tǒng)籌整個(gè)區(qū)域內(nèi)出力分布及預(yù)測(cè)情況后再下發(fā)到多個(gè)電站的功率調(diào)節(jié)，一般要求60-120秒內(nèi)完成即可，且出于對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)安全的考慮，對(duì)于單次變化量、分鐘級(jí)變化率等安全指標(biāo)均有要求。

       西北五省新能源電站快速頻率響應(yīng)功能的推廣不僅有效保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行，而且電站的高效發(fā)電、經(jīng)濟(jì)效益也得到了保證。具體如下：

1、提高電站AGC控制效果

      快速頻率響應(yīng)項(xiàng)目的開(kāi)展，使原本不滿足要求的發(fā)電機(jī)組及通訊網(wǎng)絡(luò)的速度、精度得到優(yōu)化和提升，所以，電站經(jīng)過(guò)整改后，其全場(chǎng)控制速度、通訊速度都將得到有效提升，進(jìn)而會(huì)提升場(chǎng)站AGC控制效果，降低AGC考核。

2、保障電站發(fā)電優(yōu)先權(quán)，促進(jìn)消納

      隨著電力交易和平價(jià)時(shí)代的到來(lái)，新能源電站對(duì)于電網(wǎng)是否“友好”是實(shí)現(xiàn)最大化消納的重要約束條件。而快速頻率響應(yīng)功能及AGC/AVC正是保障電站發(fā)電優(yōu)先權(quán)的主要利器，也是促進(jìn)新能源消納的重要手段。

3、提高電站經(jīng)濟(jì)效益

      西北五省新能源參與電網(wǎng)一次調(diào)頻歸屬到了有償輔助服務(wù)范疇，場(chǎng)站可根據(jù)改造成本及月積分電量得到補(bǔ)償。因此，具備快速頻率響應(yīng)功能的電站投資收益比也非常可觀。

      為了積極響應(yīng)西北電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”關(guān)于新能源電站快速頻率響應(yīng)性能要求，保障電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定，國(guó)能日新第一時(shí)間參與到西北電網(wǎng)的一次調(diào)頻改造工作，提前布局，根據(jù)客戶需求和電站運(yùn)行情況制定快速頻率響應(yīng)方案，并取得了中國(guó)電科院國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心的型式試驗(yàn)報(bào)告以及省級(jí)電科院站內(nèi)入網(wǎng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，目前已在青海、陜西、寧夏、新疆、蒙東、廣東、廣西等地多個(gè)電站成功部署驗(yàn)證。

      方案結(jié)合現(xiàn)有新能源電站AGC系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和大量的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，更好地將AGC的調(diào)度指令和快速頻率響應(yīng)調(diào)節(jié)量相結(jié)合，快速、精準(zhǔn)的協(xié)調(diào)控制全站風(fēng)機(jī)/逆變器的有功出力來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)/光伏電站的調(diào)頻功能，實(shí)現(xiàn)有功調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。

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     當(dāng)監(jiān)測(cè)到的頻率超出設(shè)定范圍時(shí)，閉鎖AGC控制，根據(jù)AGC轉(zhuǎn)發(fā)的最新目標(biāo)指令和功頻轉(zhuǎn)換計(jì)算的快速頻率響應(yīng)需量，計(jì)算全場(chǎng)綜合目標(biāo)值，綜合分析計(jì)算全場(chǎng)有功出力能力，生成最優(yōu)控制策略，下達(dá)調(diào)控指令，實(shí)現(xiàn)綜合調(diào)頻目標(biāo)；間隔時(shí)間結(jié)束后，再次分析當(dāng)前頻率，進(jìn)行AGC功能恢復(fù)或再次調(diào)頻操作。如下圖所示：

先進(jìn)的算法讓協(xié)調(diào)控制最優(yōu)，電網(wǎng)更安全

     系統(tǒng)采用高效、優(yōu)越的軟件系統(tǒng)架構(gòu)，先進(jìn)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)控制算法，檢測(cè)到頻率變化時(shí)，系統(tǒng)能夠快速、精準(zhǔn)的對(duì)場(chǎng)站進(jìn)行最優(yōu)化協(xié)調(diào)控制，滿足對(duì)快速頻率響應(yīng)的各項(xiàng)性能要求，提高電網(wǎng)安全與可靠性。

1+3平臺(tái)部署，數(shù)據(jù)處理靈活便捷

      方案基于SCADA基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，其特點(diǎn)是能在線、快速處理大批量的數(shù)據(jù)，為快頻系統(tǒng)的毫秒級(jí)別控制運(yùn)算提供了支撐，同時(shí)全面的數(shù)據(jù)也為平臺(tái)拓展集成其他應(yīng)用軟件奠定了基礎(chǔ)；而且可以將AGC、AVC和快速頻率響應(yīng)三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)很好地兼容在一個(gè)平臺(tái)，在內(nèi)部數(shù)據(jù)應(yīng)用上更加靈活，為不同場(chǎng)站場(chǎng)景的應(yīng)用提供了便利。

量身定制靈活性服務(wù)方案

      根據(jù)客戶不同的需求以及電站的運(yùn)行情況，提供靈活性的服務(wù)方案（按需定制開(kāi)發(fā)），讓電網(wǎng)的安全更有保障，讓電站的經(jīng)濟(jì)效益最大化。未來(lái)，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模不斷提高，新能源電站快速頻率響應(yīng)的推廣應(yīng)用對(duì)促進(jìn)新能源的健康發(fā)展意義重大，將大幅提升電網(wǎng)消納能力，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)為特高壓跨區(qū)直流大功率輸電頻率安全性提供可靠技術(shù)保障。而隨著平價(jià)時(shí)代到來(lái)以及電力交易全國(guó)展開(kāi)，具備快速頻率響應(yīng)功能的電站發(fā)電更穩(wěn)定，在電網(wǎng)消納方面更友好，效益更高。