Řízení frekvence, také známé jako nastavení frekvence, je metoda automatického řízení, která udržuje určitý vztah mezi frekvencí výstupního signálu a danou frekvencí. Regulace frekvence je hlavním měřítkem pro udržení rovnováhy napájení a poptávky v energetickém systému a jeho základním účelem je zajistit frekvenční stabilitu energetického systému. Hlavními metodami nastavení frekvence v energetickém systému je úprava generovaného výkonu a provádění správy zátěže. Podle různých rozsahů a schopností nastavení lze nastavení frekvence rozdělit na modulaci primární frekvence, modulaci sekundární frekvence a terciární frekvenční modulaci. Frekvenční nastavení napájecího systému je důležitou součástí trhu s elektřinou.
Frekvenční regulace elektrického energetického systému je nastavení pro aktivní výstup generátoru sady, aby se změna frekvence udržovala v rozsahu přípustné odchylky (viz účinnost systému napájení).Nastavení frekvence je důležitým opatřením k zajištění kvality napájení (viz abnormální provoz účinnosti systému energetického systému), které zahrnuje nastavení okamžité odchylky a nastavení integrální odchylky. Během normálního provozu by měla Agentura pro dispečink energetiky uspořádat odpovídající záložní kapacitu a uspořádat přidělení kapacity zálohování. Metody pro kontrolu frekvence výkonové mřížky zahrnují regulaci primární frekvence, regulaci sekundární frekvence, vysokofrekvenční přepínání, automatické uvolňování nízkofrekvenčního zatížení, jednotkové nízkofrekvenční samostartu, řízení zatížení a modulaci DC. Výkonová mřížka musí mít vhodnou vysokofrekvenční řeznou kapacitu, nízkofrekvenční kapacitu jednotky pro počáteční jednotku a automatickou nízkofrekvenční kapacitu zatížení zatížení a je spravována agenturou pro vysílání napájecí sítě.
Automatické ovládání generování (AGC) je automatický řídicí systém pro frekvenci a aktivní výkon v energetických systémech. Pod předpokladem výroby vysoce kvalitní elektřiny AGC splňuje rovnováhu s nabídkou a poptávkou v reálném čase a během několika minut reaguje na změny zatížení na desítky minut, které patří k sekundární frekvenční regulaci. Jeho základní úkol zahrnuje udržování frekvence napájecí mřížky v přípustném rozsahu chyb, tj. Úpravy frekvence bez odchylky; Ovládejte čistý výkon propojené napájecí mřížky, aby fungoval podle plánované hodnoty; Ovládejte výměnu elektrické energie v propojené energetické mřížce v plánovaných limitch.
Regulace primární frekvence a regulace sekundární frekvence jsou důležitými prostředky používanými v energetických systémech k udržení stability frekvence mřížky a mezi nimi jsou významné rozdíly v rychlosti odezvy, přesnost regulace a implementační metody. Elektrochemické ukládání energie, které se účastní regulace frekvence, mohou nejen vyrovnat nedostatky metod tradiční frekvenční regulace, ale také prokázat jedinečné výhody kvůli jejich vlastním charakteristikám.
Rozdíl mezi modulací primární frekvence a modulací sekundární frekvence
Regulace primární frekvence se týká automatické odezvy generátoru nastaveného prostřednictvím systému řízení rychlosti pro upravení aktivního výstupu a udržení frekvenční stability energetického systému, když se frekvence energetického systému odchyluje od cílové frekvence. Charakteristikou frekvenční modulace je rychlá rychlost odezvy, ale může dosáhnout pouze diferenciální kontroly. Primárním účelem regulace frekvence je vyrovnat se s krátkodobými kolísáním rychlého zatížení a autonomně zajistit aktivní podporu výkonu (nebo aktivní absorpci výkonu) do výkonové mřížky, když frekvence mřížky překročí limit. Výkonová mřížka má odlišné požadavky na výkonnost primární frekvence regulační výkonnost různých typů sad generátorů, jako je mrtvá zóna (5 0 0. Hydroelektrická jednotka pracuje na (5 0 ± 0,05) Hz; Fotovoltaická elektrárna pracuje na (50 ± 0,06) Hz; Větrná elektrárna pracuje na (50 ± 0,10) Hz.
Regulace primární frekvence je mechanismus rychlé odezvy automaticky prováděný sadami generátorů. Když se frekvence mřížky odchyluje od nastavené hodnoty, každá sada provozního generátoru rychle upraví výstupní výkon prostřednictvím vlastního řadiče rychlosti, aby se snížila amplituda změn frekvence. Tento typ regulace je diferenciální regulace, což znamená, že nemůže zcela eliminovat frekvenční odchylku, ale může pouze zmírnit její stupeň změny. Charakteristikou frekvenční modulace je její vysoký stupeň bezprostřednosti a automatizace, obvykle dokončený během několika sekund, vhodný pro řešení krátkých cyklů (obvykle do 10 sekund) a kolísání malé amplitudové frekvence.
Regulace sekundární frekvence, známá také jako automatická generování (AGC), odkazuje na poskytování dostatečné nastavitelné kapacity a určitou rychlost nastavení generátorem nastavenou pro sledování frekvence v reálném čase v povolené úpravě, aby splňovaly požadavky stability systémové frekvence. Modulace sekundární frekvence může dosáhnout nastavení bezproblémové frekvence a monitorovat a upravit napájení připojovací linky.
Sekundární frekvenční regulace je další manuální nebo automatizovaná opatření založená na regulaci primární frekvence zaměřená na obnovení frekvence mřížky na hodnocenou hodnotu. Toho je obvykle dosaženo pokyny pro vydávání výkonu vydávajícím konkrétní elektrárny ke zvýšení nebo snížení zátěže na základě sledování frekvenčních změn v reálném čase nebo systémy automatického ovládání generování (AGC). Ve srovnání s modulací primární frekvence má sekundární frekvenční modulace vyšší přesnost nastavení, ale doba odezvy je relativně pomalá, protože zahrnuje komunikaci, rozhodování a procesy provádění. Sekundární frekvenční modulace se používá hlavně k zpracování frekvenčních odchylek s velkými fluktuacemi (0. 5%~ 1,5%) a dlouhé kolísání období (10 sekund až 30 minut).
Výhody elektráren elektrochemických energetických elektráren účastnících se regulace frekvence
Regulace frekvence úložiště energie se týká použití rychlé a přesné schopnosti reakce technologie ukládání energie baterií k účasti na regulaci frekvence AGC pomocné služby energetické mřížky, čímž se zlepšuje ukazatele účasti tepelných energetických jednotek v regulaci frekvence AGC, a eliminuje hodnocení frekvenční regulace AGC a získání odměn za mřížkové auxiliární služby.
The comprehensive frequency regulation index K=0.25 × (2K1+K2+K3), where K1=the measured rate of this unit/the average adjustment rate of all AGC units in the control area, K2=1- the response delay time of the power generation unit/5min, K3=1- Chyba nastavení jednotky výroby energie/Přípustná chyba nastavení jednotky generování energie. Podle pravidel Southern Power Grid má K1 maximální hodnotu 5, zatímco K2 a K3 mají maximální hodnotu 1. Proto je maximální komplexní ukazatel K hodnota 3.
Elektrochemické elektrárny pro skladování energie, jako nový typ flexibilního zdroje, prokázaly vynikající výkon při účasti na frekvenční regulaci, zejména v následujících aspektech:
Rychlá reakce:Elektrochemické systémy pro skladování energie mohou dokončit přepínání nabití a vypouštění v milisekundách, což daleko převyšuje rychlost tradičních tepelných energetických jednotek. To znamená, že může reagovat rychleji na změny frekvence mřížky a poskytovat včasnější podporu.
Přesná kontrola:Systémy skladování energie mohou dosáhnout vysoce přesné kontroly výstupního výkonu, což pomáhá zlepšit frekvenční stabilitu celého energetického systému. To je obzvláště důležité, když čelíte náhodnosti a přerušení nového přístupu k energii.
Ochrana životního prostředí:Ve srovnání s tradičním výrobou energie fosilních paliv nevytváří elektrochemické skladování energie emise skleníkových plynů ani jinými znečišťujícími látkami, které splňují současné globální požadavky na rozvoj čisté energie. Mezitím mohou systémy skladování energie z důvodu účinné účinnosti přeměny energie do určité míry také snížit provozní náklady. Stručně řečeno, regulace primární frekvence a regulace sekundárních frekvencí hrají různé role, což společně zajišťuje bezpečný a stabilní provoz frekvence sítě; Elektrochemické elektrárny pro skladování energie, s jejich výhodami schopnosti rychlé odezvy, přesná úroveň kontroly a flexibility, se stávají nezbytnou součástí moderních energetických systémů, zejména hrají stále důležitější roli při podpoře spotřeby obnovitelné energie a podpoře konstrukce inteligentních mřížek.
The energy power characteristic refers to the external charging and discharging and energy changes of energy storage batteries viewed from the grid side, and its dynamic model is shown in the following figure. Among them, PESS is the active power, Psset is the initial set power of energy storage, EESS is the rated capacity, η 1 is the discharge efficiency coefficient and η 1>1, η 2 je koeficient účinnosti nabíjení a η 2<1, SOC0 is the initial state of charge of energy storage, SOC is the current state of charge of energy storage, that is, the ratio of current energy to total energy.
Stručně řečeno, regulace primární frekvence a regulace sekundárních frekvencí hrají různé role, což společně zajišťuje bezpečný a stabilní provoz frekvence sítě; Elektrochemické elektrárny pro skladování energie, s jejich výhodami schopnosti rychlé odezvy, přesná úroveň kontroly a flexibility, se stávají nezbytnou součástí moderních energetických systémů, zejména hrají stále důležitější roli při podpoře spotřeby obnovitelné energie a podpoře konstrukce inteligentních mřížek.