要

Acrel

隨著新能源發(fā)電占比的持續(xù)提升，其固有的間歇性與波動性對電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本研究以高精度頻率測量裝置（ACR10R-E4S/CE）為核心，探討其在新能源場站調(diào)頻控制中的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用效果。

通過分析其毫秒級響應(yīng)、亞赫茲級分辨率及快速通信協(xié)議的性能特點，結(jié)合仿真與實際場景驗證，結(jié)果表明該技術(shù)可有效支撐電網(wǎng)頻率的動態(tài)平衡，為新能源高比例并網(wǎng)提供了可行的技術(shù)路徑。

01

研究背景與問題提出

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，風(fēng)電、光伏等新能源已成為電力系統(tǒng)的主力電源。然而，新能源發(fā)電的隨機(jī)性導(dǎo)致電網(wǎng)頻率波動加劇，傳統(tǒng)調(diào)頻手段難以滿足快速響應(yīng)需求。如何通過高精度監(jiān)測與智能調(diào)控技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)頻率的實時穩(wěn)定，成為能源轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵科學(xué)問題。本研究聚焦新能源場站的調(diào)頻需求，提出基于快速頻率測量與閉環(huán)控制的技術(shù)框架。

02

開學(xué)高精度頻率測量裝置的設(shè)計與性能典禮

本研究采用的ACR10R-E4S/CE裝置，其核心性能包括：

（1）毫秒級動態(tài)響應(yīng)：頻率變化檢測延遲低至50ms，滿足一次調(diào)頻的時效性要求；
（2）亞赫茲級分辨率：頻率測量精度達(dá)0.001Hz，可捕捉電網(wǎng)微小波動；
（3）高速通信接口：基于MODBUS-TCP協(xié)議的以太網(wǎng)通信，傳輸速率較傳統(tǒng)RS485提升10倍以上，確保調(diào)頻指令的實時下發(fā)。

通過實驗室測試與現(xiàn)場部署驗證，該裝置在頻率突變場景下的數(shù)據(jù)采集誤差小于0.002Hz，響應(yīng)時間標(biāo)準(zhǔn)差控制在2ms以內(nèi)。

03

調(diào)頻控制策略與系統(tǒng)實現(xiàn)

針對新能源場站的調(diào)頻需求，本研究提出分層控制架構(gòu)：

1

數(shù)據(jù)采集層

通過ACR10R-E4S/CE實時獲取電網(wǎng)頻率及變化率，精度達(dá)99.8%。

2

決策層

設(shè)置頻率動作死區(qū)閾值（如±0.05Hz），當(dāng)頻率偏差超出閾值時，觸發(fā)一次調(diào)頻模式，生成機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)指令。

3

執(zhí)行層

依托快速通信鏈路，指令下發(fā)至風(fēng)電機(jī)組的時間低于100ms，實現(xiàn)秒級功率調(diào)整。
在某200MW風(fēng)電場實證中，該策略將頻率越限事件發(fā)生率降低76%，調(diào)頻貢獻(xiàn)度提升至85%以上。

04

應(yīng)用場景與效益分析

本技術(shù)已在多個新能源場站實現(xiàn)工程化應(yīng)用，典型場景包括：

（1）慣量調(diào)頻：通過快速功率補(bǔ)償平抑頻率暫態(tài)波動；
（2）快速調(diào)壓：結(jié)合無功控制模塊實現(xiàn)電壓-頻率協(xié)同調(diào)節(jié)；
（3）多能互補(bǔ)：在風(fēng)光儲聯(lián)合系統(tǒng)中優(yōu)化調(diào)頻資源分配。

經(jīng)濟(jì)性評估表明，采用本技術(shù)的新能源場站年均減少頻率相關(guān)棄電損失約12%，并降低電網(wǎng)輔助服務(wù)成本30%。

05

結(jié)論與展望

本研究驗證了高精度頻率測量技術(shù)在新能源調(diào)頻中的關(guān)鍵作用。ACR10R-E4S/CE裝置通過毫秒級響應(yīng)與高分辨率特性，為電網(wǎng)動態(tài)平衡提供了可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，其構(gòu)建的智能閉環(huán)控制系統(tǒng)顯著提升了調(diào)頻效率。未來研究將聚焦于多時間尺度調(diào)頻策略優(yōu)化，以及人工智能技術(shù)在預(yù)測-控制耦合場景中的應(yīng)用。

審核編輯 黃宇