新能源一次調頻控制
截止到2018年底，西北電網(wǎng)新能源裝機已達到西北調度口徑裝機容量的34.55%，成為網(wǎng)內第二大裝機電源，裝機容量及占比均位居六大區(qū)域電網(wǎng)第一，具有轉動慣量的常規(guī)水電、火電機組開機比例逐步下降，因新能源不具備快速頻率響應能力，電網(wǎng)頻率控制特性的結構性困境日趨明顯。開展新能源場站快速頻率響應推廣應用工作是保障新能源高占比形態(tài)下西北送端大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重大舉措，對促進西北區(qū)域新能源持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。
截止到2018年底，西北電網(wǎng)新能源裝機已達到西北調度口徑裝機容量的34.55%，成為網(wǎng)內第二大裝機電源，裝機容量及占比均位居六大區(qū)域電網(wǎng)第一，具有轉動慣量的常規(guī)水電、火電機組開機比例逐步下降，因新能源不具備快速頻率響應能力，電網(wǎng)頻率控制特性的結構性困境日趨明顯。開展新能源場站快速頻率響應推廣應用工作是保障新能源高占比形態(tài)下西北送端大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重大舉措，對促進西北區(qū)域新能源持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。
西北能監(jiān)局于2016年已在西北地區(qū)進行快速頻率響應的試點研究，2016-2017年參與快速頻率響應功能試點研究的10家新能源電站全部改造成功，充分驗證了新能源場站具備電網(wǎng)快速頻率響應能力。2018年8月國家能源局西北監(jiān)管局下發(fā)《西北監(jiān)能市場【2018】41號》文件，拉開了新能源場站快速頻率響應功能商用推廣的序幕。
隨后南網(wǎng)在2019年9月下發(fā)《關于進一步明確新能源場站一次調頻管理要求的通知》，湖北在2019年11月下發(fā)《關于開展湖北電網(wǎng)省調電廠一次調頻相關測試和改造工作的通知》。
同時面對新技術、新情況給電力系統(tǒng)帶來的嚴峻挑戰(zhàn)與潛在風險，為更好適應我國電力系統(tǒng)發(fā)展的實際需求，2019年12月31日新版《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》正式發(fā)布，2020年7月1日正式實行，作為指導電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的國標文件，明確規(guī)定“電源均應具備一次調頻、快速調壓、調峰能力”，為后續(xù)各省制定政策提供了依據(jù)。
緊接著山西省在2020年4月下發(fā)《關于開展新能源場站一次調頻改造工作的通知》，江蘇省在2020年7月下發(fā)《江蘇電網(wǎng)新能源場站一次調頻站端自動化技術方案（征求意見稿）》，重慶在2020年9月下發(fā)《國網(wǎng)重慶電力調度控制中心關于明確和開展網(wǎng)源協(xié)調近期相關重點工作的通知》，遼寧在2020年9月下發(fā)《國網(wǎng)遼寧電力調控中心關于遼寧電網(wǎng)新能源場站一次調頻及慣量響應功能建設工作安排的通知》，江西、湖南等地也相繼發(fā)文，明確規(guī)定新能源電站必須具備一次調頻以及一次調頻的相關性能要求、參數(shù)設置、電科院檢測方案等。快速調頻的推廣既有利于保障電網(wǎng)的安全運行，又可以進一步完善新能源電站的自動化能力，新能源電站具備快速調頻功能已經(jīng)成為未來發(fā)展的趨勢。
新能源快速頻率響應系統(tǒng)是我司完全自主獨立研發(fā)的控制系統(tǒng)，基于HPH-7000框架開發(fā)，具有完全自主知識產(chǎn)權，針對不同省區(qū)對快頻指標要求不同，可快速定制開發(fā)，從而滿足全國各地區(qū)新能源快速頻率響應要求。
新能源（風電場、 光伏發(fā)電站）場站利用 相應的有功控制系統(tǒng)、單機或加裝獨立控制裝置完成有功-頻率下垂特性控制，使其在并網(wǎng)點具備參與電網(wǎng)頻率快速調整能力。快速頻率響應有功-頻率下垂特性通過設定頻率與有功功率折線函數(shù)實現(xiàn)。
測機組安全約束調節(jié)，根據(jù)接收到的控制命令在滿足安全約束條件下實施控制命令輸出；
當系統(tǒng)頻率發(fā)生偏移時，能夠按照既定曲線完成系統(tǒng)的一次調頻響應：當頻率上升時能夠主動減少有功
輸出；當頻率下降時，在限功率狀態(tài)下能夠主動提升功率；
新能源(風電場、光伏發(fā)電站)場站利用相應的有功控制系統(tǒng)、單機或加裝獨立控制裝置完成有功一頻率下垂特性控制，使其在并網(wǎng)點具備參與電網(wǎng)頻率快速調整能力。快速頻率響應有功一頻率下垂特性通過設定頻率與有功功率折線函數(shù)實現(xiàn)，即：
式中：fd為快速頻率響應死區(qū)，Hz．fn為系統(tǒng)額定頻率，50Hz；Pn為新能源場站額定功率，MW；δ％為新能源場站快速頻率響應調差率：P0為新能源場站有功功率初值，MW。
| 序號 | 功能模塊 | 說明 |
| 1 | 核心服務器(HPH-3200) | 運行核心算法軟件 |
| 2 | 監(jiān)控服務器(HPH-3100) | 提供本地監(jiān)控畫面 |
| 3 | 工業(yè)交換機 | 匯聚分發(fā)相關數(shù)據(jù) |
| 4 | 高精度測頻裝置(HPH-502) | 采集并網(wǎng)點電氣參數(shù) |
| 5 | 專用通信模塊(HPH-300) | 優(yōu)化發(fā)電區(qū)通信(風電無需配置) |
| 6 | 屏柜 | 用于安裝以上設備，顯示器上屏 |
| 序號 | 指標名稱 | 產(chǎn)品指標 | 電網(wǎng)要求（指標要求） |
| 1 | 響應滯后時間 | 1S | 2S |
| 2 | 響應時間 | 3S | 5S |
| 3 | 調節(jié)時間 | 5S | 15S |
| 4 | 調頻控制偏差 | 1% | 1% |
| 5 | 頻率精度 | 0.001Hz | 0.003Hz |
| 6 | 頻率采樣周期 | 0.1S | 0.1S |
| 7 | 控制周期 | 0.2S | 1S |
| 序號 | 政策及經(jīng)濟效益 | 獎懲考核(1000元/分) | 裝機容量 | 合計分值(每年) | 獎懲金額(每年) | 備注 |
| 1 | 未按期完成改造 | 20分/月 | 240分 | -24萬 | ||
| 2 | 月備一次調頻獎勵 | 40分/月 | 50MW及以下 | 480分 | +48萬 | 補償期一年 |
| 3 | 60分/月 | 50-100MW | 720分 | +72萬 | ||
| 4 | 70分/月 | 100MW及以上 | 840分 | +84萬 | ||
| 5 | 參與一次調頻的動作 機分電量補償 | 150分/萬千瓦時 | 根據(jù)場站裝機容量，每次參與動作時間、每月電網(wǎng)發(fā)生一次調頻頻次進行補償 | |||
| 合同簽訂日期 | 項目名稱 | 地區(qū) |
2018.12.14 | 國家電投集團山西新能源公司紅崖子II期風電場快速調頻項目 | 寧夏 |
2018.12.14 | 寧夏同心大地日盛50MW光伏電站快速頻率響應系統(tǒng)銷售合同 | 寧夏 |
2018.12.14 | 石瑞山寧夏杉陽新能源有限公150MWp光伏電站快速調頻項目 | 寧夏 |
2018.12.14 | 中利牧輝95MWp光伏電站快速調頻項目 | 寧夏 |
2018.12.14 | 中利淇暉50MWp光伏電站項目速調頻項目 | 寧夏 |
2019.2.20 | 克拉瑪依爾禾區(qū)20MWp光伏電站快速調頻項目 | 新疆 |
2019.2.20 | 哈密東南部山口50MWp光伏電站快速調頻項目 | 新疆 |
2019.2.20 | 中節(jié)能哈密景峽50MWp光伏電站快速調頻項目 | 新疆 |
2018.9.05 | 中冶美利云產(chǎn)業(yè)投資股份有限公司50MWp光伏電站項目35KV開關站工程 一次頓中快速響應控制系統(tǒng)設備采四 | 寧夏 |
| 2019.1.18 | 新能源云南蒙自老寨風場項目 | 云南 |
| 2019.7.08 | 京能賀蘭光伏電站快速調頻項目 | 寧夏 |
| 2019.6.24 | 華能涼山州昭覺縣碗廠龍恩一一期風電場頻率快速響應控制系統(tǒng) | 四川 |
| 2019.7.31 | 大荔中電國能20MW光伏頻率快速響應控制系統(tǒng) | 陜西 |
| 2019.8.12 | 凱潤少佛林風電場頻率快速響應控制系統(tǒng) | 河北 |
| 2019.8.20 | 廣西全州黃花嶺風場一次調頻系統(tǒng) | 廣西 |
| 2019.8.20 | 華潤廣西北流隆盛風電場一次調頻系統(tǒng) | 廣西 |
| 2019.8.12 | 新疆五家渠五垣六師北塔山牧場風電場100MWp快速頻 | 新疆 |
| 2019.11.8 | 國電承德國場風電有限公司石人梁200MW風電項目- -次調頻智能控制系統(tǒng) | 河北 |
| 合同簽訂日期 | 項目名稱 | 地區(qū) |
2020.7.20 | 大唐國際內蒙古蘇尼特左旗150MW項目 | 內蒙古 |
2020.8.14 | 萬邦能源兩面井100MW風電場項目一次調頻系統(tǒng)設備采購 | 河北 |
2020.9.8 | 中廣核任縣風電場- 一次調頻系統(tǒng)設備采購 | 河北 |
2020.9.12 | 龍源風陽風力發(fā)電有限公司曹店風電場-次調頻 | 安徽 |
2020.9.16 | 華能布拖烏科風電項目快速調頻響應系統(tǒng)采購 | 四川 |
2020.9.16 | 卓陽崗烏&小盤江220KV升壓站及送出線路一一次調頻 | 河北 |
2020.9.18 | 湖南江永銅山嶺風電工程一次調頻系統(tǒng)設備采購 | 湖南 |
2020.9.21 | 鑲黃旗協(xié)鑫能源有限公司鑲黃旗150MW風電項目 | 內蒙古 |
2020.9.22 | 盛世在源風力發(fā)電有限責任公司150MW特高壓風電項目 | 內蒙古 |
2020.9.25 | 寧夏青銅峽雷進窯灰光伏一次調頻系統(tǒng)設 備采購 | 寧夏 |
2020.9.26 | 華潤電力貴州黎平07 (德順)風電項目快速頻率響應系統(tǒng)采購 | 廣西 |
2020.9.28 | 中核匯能七墩灘第一風電場- 一次調頻系統(tǒng) | 甘肅 |
2020.11.7 | 江西浮梁中嶺100MW風電場工程- 一次調頻系統(tǒng) | 江西 |
2020.11.12 | 洛南光伏農(nóng)業(yè)與光伏觀光旅游綜合利用示范項目快速頻豐響應系統(tǒng)控制系統(tǒng) | 陜西 |
2020.11.17 | 中電建安龍縣普坪南天門農(nóng)業(yè)光伏電站項目一一次調頻系統(tǒng)設備采購 | 貴州 |
2020.12.7 | 大唐鐘祥風電有限公司龍王山風電場- 一次調頻系統(tǒng)采購 | 湖北 |
2020.12.13 | 新疆哈密華光50MW光伏快速頻率響應功能改造項目 | 新疆 |
2020.12.16 | 大唐青灰?guī)X風光發(fā)電示范項目49.7MW工程- 一次調頻系統(tǒng) | 北京 |
| 合同簽訂日期 | 項目名稱 | 地區(qū) |
2020.1.05 | 石囑山杉陽新能源150MWp光伏電站快速調頻項目 | 寧夏 |
2020.1.10 | 大荔縣宮池鎮(zhèn)5萬千瓦風電項目頻率快速響應控制系統(tǒng)采購 | 陜西 |
2020.1.14 | 遼寧龍源康平項目快速頻率響應系統(tǒng) | 遼寧 |
2020.1.17 | 華能強莊風場快速頻率響應技改工程一次調頻系統(tǒng) | 陜西 |
2020.3.05 | 華潤廣西福綿六萬山風電項目《祥甜風電場) 84MW - 一次調頻調節(jié)系統(tǒng)采購 | 廣西 |
2020.3.16 | 浙能寧夏中衛(wèi)香山風電項目工程快速調頻系統(tǒng) | 寧夏 |
2020.3.22 | 廣西合浦曲樟風電場- 一次調頻系統(tǒng) | 廣西 |
2020.3.28 | 河北豐寧大河西風電場- 一次調頻系統(tǒng) | 河北 |
2020.4.21 | 吉林興隆山風電場-一次調頻系統(tǒng) | 吉林 |
2020.5.08 | 廣西欽州犀牛角鎮(zhèn)20MW光伏電站- 一次調頻系統(tǒng) | 廣西 |
2020.6.05 | 廣西四方嶺風電場一次調頻系統(tǒng) | 廣西 |
2020.6.21 | 國華銅川風電場一次調頻系統(tǒng) | 陜西 |
2020.6.22 | 安徽龍源電力風電發(fā)電有限公司來安風電場- 一次調頻 | 安徽 |
2020.7.10 | 華潤新能源(安達)有限公司- 一次調頻系統(tǒng) | 黑龍江 |
2020.7.12 | 廣東臺山海宴鎮(zhèn)200MWp漁業(yè)光伏發(fā)電項目 | 廣東 |
2020.7.12 | 龍源大理風力發(fā)電百山風電場一次調頻系統(tǒng) | 云南 |
2020.7.15 | 國家電投或寧百萬基地光伏項目工程220kV仙水窩升壓站- 一次調題系統(tǒng) | 貴州 |
2020.7.20 | 廣西武鳴安鳳嶺風電場工程一次調頻設備采購 | 廣西 |
