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概述

新能源裝機容量不斷擴大：隨著(zhù)新能源裝機規模不斷擴大，同時(shí)區外來(lái)電持續增長(cháng)，電力系統面臨轉動(dòng)慣量下降、頻率控制困難等結構性困境，電力系統安全面臨嚴重威脅。

《電力系統安全穩定導則》《電力系統網(wǎng)源協(xié)調技術(shù)規范》：規范新能源廠(chǎng)站及儲能電站一次調頻運行管理工作。提升新能源廠(chǎng)站及儲能電站涉網(wǎng)性能，提高電網(wǎng)安全穩定水平。

新能源廠(chǎng)站及儲能電站一次調頻功能應用工作方案：適用于35kV及以上電壓等級并網(wǎng)的新能源廠(chǎng)站，10kV及以上電壓等級并網(wǎng)額儲能電站。分三批次逐步推進(jìn)一次調頻功能應用工作。

一次調頻功能要求、性能指標、參宿設置進(jìn)行了規定：缺乏新能源廠(chǎng)站內部自動(dòng)化系統架構及自動(dòng)化設備技術(shù)要求，暫不聚幣在線(xiàn)遠程監測/在線(xiàn)主動(dòng)評估的能力。

需求分析

在線(xiàn)遠程監測需求

(1)保障弱同步支撐情況下新能源場(chǎng)站對電力系統的支撐能力，實(shí)時(shí)考量新能源廠(chǎng)站的一次調頻能力，在線(xiàn)獲取新能源發(fā)電廠(chǎng)設置的一次調頻有功-頻率下垂特性函數，并實(shí)時(shí)獲取一次調頻死區、一次調頻限幅、調差系數等參數。

在線(xiàn)主動(dòng)評估需求

(2)以新能源發(fā)電集團為主體，對下屬各發(fā)電站一次調頻性能主動(dòng)評估，滿(mǎn)足各地調度對新能源廠(chǎng)站的一次調頻性能要求，并對評估結果進(jìn)行閉環(huán)分析評價(jià)。

性能分析需求

(3)在線(xiàn)評估風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)符合性：調節能力實(shí)時(shí)監測、電網(wǎng)適應性、功率控制、電能質(zhì)量、調頻性能、在線(xiàn)建模、穩定裕度評估。

電力輔助服務(wù)管理需求

(4)新能源廠(chǎng)站電場(chǎng)配置功率控制子站系統，可實(shí)現一次調頻、一次調頻在線(xiàn)監測、AGC和AVC功能。其采集并網(wǎng)點(diǎn)電流電壓，實(shí)時(shí)計算電流、電壓、頻率、有功，實(shí)現一次調頻功能，并接收調度主站AGC調節指令，實(shí)現AGC功能，也可實(shí)現跟蹤電力調度指令，實(shí)時(shí)調整無(wú)功出力。

區域統一管理調控需求

(5)下屬各場(chǎng)站一次調頻性能、大擾動(dòng)合格事件、一次調頻貢獻率、累計貢獻電量等相關(guān)運營(yíng)指標統一管理比對分析，計算基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)的累計貢獻，在保障電力系統可靠運行前提下獲得最大收益，同時(shí)后期可結合風(fēng)儲系統統一管理，獲得優(yōu)秀的發(fā)電策略，為發(fā)電集團高效運行提供數據支撐。

解決方案

建立新能源集團調頻響應全景數據的統一信息平臺，供系統層各高級應用子系統進(jìn)行統一、標準化、規范化的數據存取訪(fǎng)問(wèn)及向調度系統進(jìn)行上送：

1)分層分布式的系統架構

2)支持國產(chǎn)自主可控的軟硬件配置方案

3)基于一體化信息平臺實(shí)現綜合監控與評估

4)實(shí)施評估個(gè)廠(chǎng)站調頻能力

5)各廠(chǎng)站參與輔助服務(wù)累計貢獻量統計

6)年度一次調頻動(dòng)作統計分析

7)調頻裝置采樣率高達10K，裝置支持60S長(cháng)錄波

8)自適應優(yōu)化算法，根據EMS特性自動(dòng)調整參數

9)全面支持IEC61850規范

10)支持應用的快速發(fā)展與集成

在線(xiàn)遠程監測：

各工況下的頻率上階躍、下階躍、上擾、下擾等情況下的有功功率響應特性。

在線(xiàn)主動(dòng)評估：

各工況下的頻率上下階躍、上下擾動(dòng)、AGC疊加等情況下的有功功率響應特性及高低電壓瞬時(shí)擾動(dòng)的性能校驗。

輔助服務(wù)：

基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)統計、一次調頻貢獻率、累計貢獻電量。

結果評價(jià)：

響應滯后時(shí)間、響應時(shí)間、調節時(shí)間、控制偏差、一次調頻合格率。

性能分析：

調頻性能、電網(wǎng)適應性、功率控制、電能質(zhì)量、穩定裕度。

系統管理：

測試標準、測試管理、計劃管理、廠(chǎng)站管理、用戶(hù)管理、角色管理等。

1)集安全性、穩定性于一體的綜合數據處理平臺

2)支持各種主流操作系統平臺開(kāi)放式、可移植系統結構

3)遵行IEC61970的電網(wǎng)數據信息模型

4)基于分組計算的分布式一體化平臺設計

5)支持動(dòng)態(tài)平衡分流的網(wǎng)絡(luò )數據穿梭模型

6)基于可視化、全矢量的圖模庫一體化系統

7)采用自監視、自診斷和自愈合技術(shù)，提高自動(dòng)化系統運行可靠性

8)采用“應用漂移"技術(shù)，支持單機系統啟動(dòng)和運行

特點(diǎn)

（1）在電源方面，為了保證裝置的可靠運行，采用隔離技術(shù)，使弱電系統和強電系統基本隔離，這樣能去除大部分低頻干擾；其次，對于高頻干擾，在每一路電源中使用高性能的EMI濾波器，使干擾信號在電源入口處便被濾除，良好的結構設計大大增強了裝置的電磁兼容性能

（2）在硬件上，QTouch-3200核心服務(wù)器裝置基于全密閉無(wú)風(fēng)扇、無(wú)硬盤(pán)嵌入式硬件平臺，運行穩定可靠，并采用了硬件看門(mén)狗技術(shù)。

（3）在軟件設計上，提供關(guān)鍵進(jìn)程的運行狀態(tài)監視和守護功能，在進(jìn)程運行異常的情況下可以自動(dòng)重啟軟件程序，保證軟件程序的連續不間斷運行。

功能

（1）一次調頻期間新能源場(chǎng)站按照電網(wǎng)要求的功率—頻率特性調節新能源場(chǎng)站有功功率輸出值，實(shí)現快速頻率響應功能。一次調頻期間的死區、調差率及功率響應限幅值在線(xiàn)可調。

（2）新能源場(chǎng)站一次調頻功能與AGC控制相協(xié)調，二者滿(mǎn)足電網(wǎng)規定的疊加/閉鎖邏輯。

（3）一次調頻功能投入不會(huì )限制新能源場(chǎng)站出力，在實(shí)際低頻工況時(shí)，各新能源電站根據實(shí)際運行工況參與電網(wǎng)頻率快速響應，不提前預留有功備用。

（4）具備數據監測和錄波功能，可以實(shí)時(shí)記錄光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)信息及一次調頻期間逆變器的運行狀態(tài)。

（5）實(shí)時(shí)監測并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)頻率：根據主變高壓側（出線(xiàn)）的電壓計算電網(wǎng)頻率。

（6）判斷電網(wǎng)頻率是否達到調頻范圍：根據預設的快速頻率響應動(dòng)作死區定值，判斷系統頻率是否到達動(dòng)作門(mén)檻。

（7）更新目標有功計劃：根據有功-頻率特性曲線(xiàn)計算更新目標有功計劃?？焖兕l率響應調節限幅按定值整定。

（8）數據錄波功能：將快速頻率響應動(dòng)作事件及數據錄波記錄下來(lái)，用于快速頻率響應動(dòng)作的事后分析。

（9）模擬測試功能：具有快速頻率響應軟件模擬測試功能，方便快速頻率響應功能調試。

（10）具備測試信號輸入端子，方便現場(chǎng)入網(wǎng)檢測。

（11）具備躲過(guò)單一短路故障引起的瞬時(shí)頻率突變功能。

總結

ST736是為實(shí)現風(fēng)電場(chǎng)或光伏電站一次調頻響應控制而研制的專(zhuān)用系統，能夠實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)系統頻率，電網(wǎng)頻率時(shí)限，啟動(dòng)頻率響應模式，迅速協(xié)調新能源場(chǎng)站有功輸出，快速實(shí)現對電網(wǎng)頻率的有效控制。通過(guò)在多個(gè)工程項目的應用，充分驗證其高可靠性、高穩定性功能特點(diǎn)。