快速頻率響應系統(tǒng)也稱為一次調頻系統(tǒng)，是保障電網頻率穩(wěn)定的關鍵設備，通過實時監(jiān)測電網頻率偏差并快速調節(jié)新能源場站有功出力，實現電網頻率恢復。當電網的頻率偏離額定值時，快速頻率響應系統(tǒng)主動控制機組有功功率的增減，限制電網頻率變化，使電網頻率維持穩(wěn)定。當電網頻率下降時，系統(tǒng)根據電網調頻下垂曲線快速調節(jié)機組增加有功輸出；當電網頻率上升時，系統(tǒng)根據電網調頻下垂曲線快速調節(jié)機組減小有功輸出。新能源快速頻率響應系統(tǒng)需要接入并網點（變高）側三相CT、PT，經過系統(tǒng)高頻采集、計算后，得到高精度的并網頻率值，進行是否調頻動作的判斷。滿足動作條件時，系統(tǒng)會根據電網規(guī)定的調頻下垂曲線計算全場調節(jié)的有功總增量，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。快速頻率響應系統(tǒng)的并網點數據刷新周期≤100ms，測頻精度≤0.003Hz，控制周期≤1秒。工業(yè)快速頻率響應系統(tǒng)工作原理
FFR系統(tǒng)可**設計，符合電力標準，滿足高精度、高頻次調節(jié)需求。支持多規(guī)約通訊（MODBUS/IEC104），具備8個以太網口和4個RS485接口。系統(tǒng)具備斷電保護功能，斷電后統(tǒng)計數據保持時間不小于72小時。通過中國電科院、新疆電科院等多機構驗收認證，具備多個區(qū)域電網項目實施經驗。在風電場應用中，FFR系統(tǒng)可與AGC協(xié)調控制，提升場站AGC控制效果，降低考核。七、挑戰(zhàn)與未來新能源機組調頻缺乏向上調節(jié)能力，需通過加配儲能或減載運行實現，增加投資成本。大容量直流閉鎖擾動下，受端系統(tǒng)需依靠安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)切負荷保障頻率安全。快速調頻資源缺乏市場激勵機制，制約FFR技術推廣。未來FFR市場構建需縮短交易周期，分應用場景挖掘潛在資源，如送端系統(tǒng)側重高頻問題，受端系統(tǒng)側重低頻問題。FFR與一次調頻、二次調頻協(xié)同工作，共同構成電網頻率控制的“三道防線”。工業(yè)快速頻率響應系統(tǒng)工作原理快速頻率響應系統(tǒng)在西北電網風電調頻中應用，調節(jié)時間≤7秒，控制偏差≤1%，提升調頻性能。
快速頻率響應項目的開展，使原本不滿足要求的發(fā)電機組及通訊網絡的速度、精度得到優(yōu)化和提升，電站經過整改后，其全場控制速度、通訊速度都將得到有效提升，進而會提升場站AGC控制效果，降低AGC考核。雙碳目標下，新能源電站規(guī)模化發(fā)展，新能源電站對于電網是否“友好、穩(wěn)定”是實現比較大化消納的重要約束條件，而快速頻率響應功能及AGC/AVC正是保障電站發(fā)電優(yōu)先權的主要利器，也是促進新能源消納的重要手段。在“一次調頻”技術改造過程中，針對性地對發(fā)電能力低下的機組、通信不良的設備進行檢修和巡檢，對不穩(wěn)定的設備進行檢查和優(yōu)化，有效幫助新能源場站做一次全身檢查，及時消缺不健康的設備。
數據采集：實時采集風速、負載需求、儲能系統(tǒng)狀態(tài)等數據。狀態(tài)評估：根據采集的數據，評估系統(tǒng)的當前狀態(tài)和未來趨勢。策略制定：根據狀態(tài)評估結果，制定協(xié)同控制策略。執(zhí)行控制：將控制策略下發(fā)給風力發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)，執(zhí)行相應的控制動作。反饋調整：根據系統(tǒng)響應和實時數據，對控制策略進行反饋調整，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。五、協(xié)同控制優(yōu)勢提高穩(wěn)定性：通過協(xié)同控制，減少因風速波動引起的功率波動，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。優(yōu)化能源利用：根據電網需求和儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，優(yōu)化風力發(fā)電和儲能系統(tǒng)的調度策略，提高能源利用效率。延長設備壽命：通過合理的充放電控制，減少儲能系統(tǒng)的頻繁充放電次數，延長設備壽命。南京中匯電氣RE-778新能源快速頻率響應裝置通過國網電力科學研究院實驗驗證中心檢測，性能可靠。
在風電場和光伏電站中，快速頻率響應系統(tǒng)通過調節(jié)風機或光伏逆變器的有功輸出，彌補新能源發(fā)電的間歇性和波動性，提升電網對新能源的消納能力。例如，在寧夏某風電場“快速頻率響應系統(tǒng)”改造項目中，銳電科技牽頭完成了該風場一次調頻技改項目的實施工作，并順利通過了寧夏電科院《西北電網新能源場站快速頻率響應功能入網試驗》。試驗證明，銳電科技“快速頻率響應系統(tǒng)”能夠滿足該地區(qū)對風電場快速頻率響應要求在特高壓輸電網絡中，快速頻率響應系統(tǒng)可有效應對大功率缺失引發(fā)的頻率失穩(wěn)問題，避免低頻減載裝置動作，減少停電事故風險。隨著特高壓輸電技術的不斷發(fā)展，快速頻率響應系統(tǒng)在保障特高壓輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行方面的作用將愈發(fā)重要。隨著電力電子技術的發(fā)展，快速頻率響應系統(tǒng)將與更多新型設備集成，提升調頻性能。工業(yè)快速頻率響應系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)支持多規(guī)約通訊能力，可與電網調度系統(tǒng)無縫對接，實現數據實時交互。工業(yè)快速頻率響應系統(tǒng)工作原理
西北某20MW光伏電站進行了快速頻率響應系統(tǒng)改造試點。該電站共20個子陣，每個子陣含2臺500kW光伏逆變器，2臺逆變器交流側出口通過1臺三卷分裂變升壓至35kV。改造采用了并聯(lián)式快速頻率響應控制技術，在光伏電站原有的AGC控制系統(tǒng)基礎上新增一套**快速頻率響應控制系統(tǒng)，新增加的快速頻率響應控制器與AGC系統(tǒng)并聯(lián)，二者之間相互通信，并與光伏箱變通信單元通信。通過“旁路”方式建立快速頻率響應控制通道，降低了對原AGC控制系統(tǒng)的影響，同時具有快速頻率響應速度快的優(yōu)點。在頻率階躍擾動試驗中，通過頻率信號發(fā)生器輸入頻率階躍擾動信號。對于頻率階躍下擾試驗，通過AGC現地限制15%功率；對于頻率階躍上擾試驗，不限負荷。試驗結果顯示，光伏電站在各工況下一次調頻滯后時間為1.4一1.7s，響應時間為1.7一2.1s，調節(jié)時間為1.7一2.1s，***優(yōu)于傳統(tǒng)水電機組、火電機組。快速頻率響應與AGC協(xié)調試驗在特定工況下開展，采用頻率信號發(fā)生器輸出頻率階躍擾動信號，根據AGC指令和快速頻率響應指令先后次序和類型進行試驗。工業(yè)快速頻率響應系統(tǒng)工作原理
