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一次调频及惯量响应测试

一次调频
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光伏电站实现站级一次调频及惯量响应技术原理:现场部署一次调频系统,通过采 集电站并网点 CT 和 PT 信号, 由此获得光伏电站的有功,电压,电流,频率等信号, 然后根据有功-频率特性曲线和惯量响应特性进行快速频率响应,结合现场的AGC 指令计算出有功目标值,实时下发有功命令给逆变器进行快速的有功响应。

光伏电站站级一次调频及惯量响应测试原理:采用高精度频率信号源,在一次调频 系统信号采集板上加入频率信号以模拟电网频率变化和变化率,通过高精度高速数据记

录仪采集全站有功功率、频率等信号,根据实测数据分析一次调频装置的性能。根据光伏电站站级一次调频和惯量响应的技术原理和测试原理,测试范围为:电站一次调频系统屏柜、电站 AGC 系统屏柜。

其中,测试接线主要在一次调频系统屏柜处,需采集电站并网点CT 和PT 信号,接线不改变原有接线,电压采用并联方式采集,电流采用电流钳采集;按照测试要求调整电站出力主要在电站 AGC系统上进行操作。

1.1试验目的

光伏电站的一次调频是指当电网频率偏离目标频率时,光伏电站通过控制系统的自 动反应,调整有功出力减少频率偏差的控制功能。根据 GB/T 19964-2012《光伏发电站 接入电力系统技术规定》、《DL/T 1870-2018 电力系统网源协调技术规范》、《关于进一步 明确新能源场站一次调频管理要求的通知》(南网总调[2019]25 号)、《云南电网新能源场站接入系统技术原则》要求,光伏发电站应具备一次调频功能。

为保证电网及光伏电站安全运行,充分发挥光伏电站在稳定电网方面的作用,使并 网运行光伏场站能实时响应电网负荷和频率的变化,提高电能质量及电网频率的控制水 平,通过增加光伏电站快速调频系统,改善光伏电站的频率响应性能,进而提高电网的 稳定性。为检验快速频率响应系统调频功能是否满足电网及相关规程要求,并根据实际

检测情况进行一次调频功能优化,需开展快速频率响应系统测试调试工作。

1.2 引用标准

表 1- 1 引用标准文件

序号

标准名称



1

GB/T 19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》

2

DL/T1870-2018《电力系统网源协调技术规范》

3

Q/CSG 1211016-2018《光伏发电站并网验收规范》

4

南网总调[2019]25 号《关于进一步明确新能源场站一次调频管理要求的通知》及附件《南方电网新能源场站一次调频功能技术要求》

5

《云南电网新能源场站接入系统技术原则》

6

Q/CSG 510001-2015《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》

7

Q/CSG-YNPG410035-2014《云南电网有限责任公司电气工作票业务指导书》

8

《中国南方电网电力调度管理规程》

1.3 一次调频技术要求

1.3.1 一次调频技术要求

  1. 一次调频死区:光伏电站一次调频的死区宜设置为±0.02~0.06Hz ,推荐设定值为±0.05Hz。

  2. 一次调频调差系数:光伏电站一次调频调差系数宜设置为 2%~6%,推荐设定值
    为 5%。

  3. 光伏电站的有功出力大于 20%PN 时,一次调频动作应满足下列要求:当系统频 率低于额定频率并越过一次调频死区时,光伏电站应根据一次调频曲线增加有功功率输 出,当有功调节量达到设定值时可不再继续增加,一次调频功率上调节限幅推荐设定值 为 6%PN ;当系统频率高于额定频率并越过一次调频死区时,光伏电站应根据一次调频 曲线减少有功功率输出,当有功调节量达到设定值时可不再继续减少,一次调频功率下调节限幅推荐设定值为10%PN。

  4. 频率阶跃试验中,一次调频动态指标应满足以下要求:光伏电站一次调频启动时间(响应滞后时间)不大于1s;光伏电站一次调频响应时间不大于 5s,调节时间不大于 15s。

  5. 一次调频控制偏差:在频率偏离死区出力稳定后,光伏电站响应一次调频指令的有功出力偏差应在额定出力的±2%以内。

  6. 场站级调频装置应选择光伏电站并网点电压为频率测量点,且一次调频功能满足 以下技术要求:频率测量分辨率不大于 0.003Hz;频率采样周期不大于 100ms;一次调频回路程序运算周期不大于 100ms;一次调频响应的控制周期不大于 1s。

  7. 新能源场站应可根据电网运行实际需要启用与禁用频率调节功能,启用与禁用功能可远程/本地切换;

  8. 新能源应设置调频动作状态信号并将此信号上传至调度监控系统。

  9. 新能源场站频率调节产生的有功功率指令需与新能源场站有功功率控制系统指令、AGC指令相协调,并满足电网要求。

1.3.2 惯量响应技术要求

当系统频率变化率大于死区范围(根据电网实际情况确定,可设定为 0.05Hz/s ,频 率变化率采样周期宜不大于 200ms),且新能源场站有功出力大于 20%PN 时,应提供频率变化率响应(惯量响应) ,惯量响应满足以下要求:

有功功率响应时间不大于 1s ,最大可用有功调节量不宜小于 10%PN

有功功率控制误差不应超过±2%PN。

1.4 试验准备及试验条件

1.4.1 试验仪器准备

试验使用专用快速调频装置测试仪实时记录光伏发电系统模拟量、状态量等信号。

1.4.2 测点布置

  1. 并网点频率:并网点 PT 二次侧信号

  2. 并网点电压:并网点 PT 二次侧信号

  3. 并网点电流:并网点 CT 二次侧信号

  4. 仿真频率:调频装置测试仪给定仿真频率