
截止到2018年底,西北電網新能源裝機已達到西北調度口徑裝機容量的34.55%,成為網內第二大裝機電源,裝機容量及占比均位居六大區域電網第一,具有轉動慣量的常規水電、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下西北送端大電網安全穩定運行的重大舉措,對促進西北區域新能源持續健康發展具有重要意義。
西北能監局于2016年已在西北地區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快速頻率響應能力。2018年8月國家能源局西北監管局下發《西北監能市場【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。
隨后南網在2019年9月下發《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《關于開展湖北電網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、新情況給電力系統帶來的嚴峻挑戰與潛在風險,為更好適應我國電力系統發展的實際需求,2019年12月31日新版《電力系統安全穩定導則》正式發布,2020年7月1日正式實行,作為指導電力系統安全穩定運行的國標文件,明確規定“電源均應具備一次調頻、快速調壓、調峰能力”,為后續各省制定政策提供了依據。
緊接著山西省在2020年4月下發《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《江蘇電網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《國網重慶電力調度控制中心關于明確和開展網源協調近期相關重點工作的通知》,遼寧在2020年9月下發《國網遼寧電力調控中心關于遼寧電網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、湖南等地也相繼發文,明確規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成為未來發展的趨勢。
新能源快速頻率響應系統是我司完全自主獨立研發的控制系統,基于HPH-7000框架開發,具有完全自主知識產權,針對不同省區對快頻指標要求不同,可快速定制開發,從而滿足全國各地區新能源快速頻率響應要求。
新能源(風電場、 光伏發電站)場站利用 相應的有功控制系統、單機或加裝獨立控制裝置完成有功-頻率下垂特性控制,使其在并網點具備參與電網頻率快速調整能力。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實現。
測機組安全約束調節,根據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;
當系統頻率發生偏移時,能夠按照既定曲線完成系統的一次調頻響應:當頻率上升時能夠主動減少有功
輸出;當頻率下降時,在限功率狀態下能夠主動提升功率;
新能源(風電場、光伏發電站)場站利用相應的有功控制系統、單機或加裝獨立控制裝置完成有功一頻率下垂特性控制,使其在并網點具備參與電網頻率快速調整能力。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實現,即:
式中:fd為快速頻率響應死區,Hz.fn為系統額定頻率,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 | 監控服務器(HPH-3100) | 提供本地監控畫面 |
3 | 工業交換機 | 匯聚分發相關數據 |
4 | 高精度測頻裝置(HPH-502) | 采集并網點電氣參數 |
5 | 專用通信模塊(HPH-300) | 優化發電區通信(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 | 產品指標 | 電網要求(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 | 根據場站裝機容量,每次參與動作時間、每月電網發生一次調頻頻次進行補償 |
合同簽訂日期 | 項目名稱 | 地區 |
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 | 中冶美利云產業投資股份有限公司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 | 四川 |
2019.7.31 | 大荔中電國能20MW光伏頻率快速響應控制系統 | 陜西 |
2019.8.12 | 凱潤少佛林風電場頻率快速響應控制系統 | 河北 |
2019.8.20 | 廣西全州黃花嶺風場一次調頻系統 | 廣西 |
2019.8.20 | 華潤廣西北流隆盛風電場一次調頻系統 | 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 | 河北 |
合同簽訂日期 | 項目名稱 | 地區 |
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設備采購 | 河北 |
2020.9.8 | 中廣核任縣風電場- 一次調頻系統設備采購 | 河北 |
2020.9.12 | 龍源風陽風力發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設備采購 | 湖南 |
2020.9.21 | 鑲黃旗協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 | 甘肅 |
2020.11.7 | 江西浮梁中嶺100MW風電場工程- 一次調頻系統 | 江西 |
2020.11.12 | 洛南光伏農業與光伏觀光旅游綜合利用示范項目快速頻豐響應系統控制系統 | 陜西 |
2020.11.17 | 中電建安龍縣普坪南天門農業光伏電站項目一一次調頻系統設備采購 | 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 | 大唐青灰嶺風光發電示范項目49.7MW工程- 一次調頻系統 | 北京 |
合同簽訂日期 | 項目名稱 | 地區 |
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5萬千瓦風電項目頻率快速響應控制系統采購 | 陜西 |
2020.1.14 | 遼寧龍源康平項目快速頻率響應系統 | 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 | 陜西 |
2020.3.05 | 華潤廣西福綿六萬山風電項目《祥甜風電場) 84MW - 一次調頻調節系統采購 | 廣西 |
2020.3.16 | 浙能寧夏中衛香山風電項目工程快速調頻系統 | 寧夏 |
2020.3.22 | 廣西合浦曲樟風電場- 一次調頻系統 | 廣西 |
2020.3.28 | 河北豐寧大河西風電場- 一次調頻系統 | 河北 |
2020.4.21 | 吉林興隆山風電場-一次調頻系統 | 吉林 |
2020.5.08 | 廣西欽州犀牛角鎮20MW光伏電站- 一次調頻系統 | 廣西 |
2020.6.05 | 廣西四方嶺風電場一次調頻系統 | 廣西 |
2020.6.21 | 國華銅川風電場一次調頻系統 | 陜西 |
2020.6.22 | 安徽龍源電力風電發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 | 黑龍江 |
2020.7.12 | 廣東臺山海宴鎮200MWp漁業光伏發電項目 | 廣東 |
2020.7.12 | 龍源大理風力發電百山風電場一次調頻系統 | 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 | 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 |