O controle de frequência, também conhecido como ajuste de frequência, é um método de controle automático que mantém uma certa relação entre a frequência do sinal de saída e uma dada frequência. O controle de frequência é a principal medida para manter o equilíbrio da fonte de alimentação e demanda no sistema de energia, e seu objetivo fundamental é garantir a estabilidade da frequência do sistema de energia. Os principais métodos de ajuste de frequência no sistema de energia estão ajustando a energia gerada e a condução do gerenciamento de carga. De acordo com as diferentes faixas de ajuste e capacidades, o ajuste da frequência pode ser dividido na modulação da frequência primária, modulação de frequência secundária e modulação de frequência terciária. O ajuste de frequência do sistema de energia é um componente importante do mercado de eletricidade.
A regulação da frequência do sistema de energia elétrica é um ajuste feito na saída ativa de um conjunto de geradores para manter a variação de frequência do sistema de energia dentro da faixa de desvio permitido (consulte a eficiência do sistema de energia).O ajuste da frequência é uma medida importante para garantir a qualidade da fonte de alimentação (consulte Operação anormal da eficiência do sistema de energia), que inclui ajuste de desvio instantâneo e ajuste de desvio integral. Durante a operação normal, a agência de despacho de rede elétrica deve organizar a capacidade de backup apropriada e organizar a alocação da capacidade de backup. Os métodos para controlar a frequência da grade de energia incluem regulação de frequência primária, regulação de frequência secundária, comutação de alta frequência, derramamento automático de carga de baixa frequência, partida de baixa frequência de baixa frequência, controle de carga e modulação DC. A grade de energia deve ter capacidade de corte de alta frequência apropriada, capacidade de unidade de baixa frequência de baixa frequência e capacidade automática de derramamento de carga de baixa frequência e ser gerenciada pela agência de despacho de rede de energia.
O controle automático de geração (AGC) é um sistema de controle automático para frequência e energia ativa nos sistemas de energia. Sob a premissa de produzir eletricidade de alta qualidade, a AGC atende ao saldo em tempo real da fonte de alimentação e demanda e responde a alterações de carga em poucos minutos a dezenas de minutos, que pertencem à regulamentação de frequência secundária. Sua tarefa fundamental inclui a manutenção da frequência da grade de energia dentro da faixa de erro permitida, ou seja, ajuste de frequência sem desvio; Controlar a potência líquida da rede de energia interconectada para operar de acordo com o valor planejado; Controle a troca de energia elétrica na grade de energia interconectada dentro dos limites planejados.
A regulação da frequência primária e a regulação da frequência secundária são meios importantes usados nos sistemas de energia para manter a estabilidade da frequência da grade, e existem diferenças significativas entre os dois na velocidade de resposta, precisão da regulamentação e métodos de implementação. As usinas eletroquímicas de armazenamento de energia que participam da regulação da frequência pode não apenas compensar as deficiências dos métodos tradicionais de regulação de frequência, mas também demonstrar vantagens únicas devido às suas próprias características.
A diferença entre modulação de frequência primária e modulação de frequência secundária
A regulação da frequência primária refere -se à resposta automática do gerador definido através do sistema de controle de velocidade para ajustar a saída ativa e manter a estabilidade da frequência do sistema de energia quando a frequência do sistema de energia se desvia da frequência alvo. A característica da modulação da frequência é a velocidade de resposta rápida, mas só pode obter controle diferencial. O objetivo principal da regulação da frequência é lidar com flutuações de carga rápida de curto prazo e fornecer suporte de energia ativo (ou absorção de energia ativa) à grade de energia quando a frequência da grade excede o limite. A grade de energia possui requisitos diferentes para o desempenho da regulação da frequência primária de diferentes tipos de conjuntos de geradores, como uma zona morta de (5 0 ± 0. 0} 33) Hz para o controle de regulação da frequência primária das unidades de potência térmica; A unidade hidrelétrica opera em (5 0 ± 0,05) Hz; A usina fotovoltaica opera em (50 ± 0,06) Hz; A usina eólica opera em (50 ± 0,10) Hz.
A regulação da frequência primária é um mecanismo de resposta rápido automaticamente executado por conjuntos de geradores. Quando a frequência da grade se desvia do valor definido, cada conjunto de gerador operacional ajusta rapidamente a potência de saída por meio de seu próprio controlador de velocidade para reduzir a amplitude das alterações de frequência. Esse tipo de regulamentação é a regulação diferencial, o que significa que não pode eliminar completamente o desvio de frequência, mas só pode aliviar seu grau de mudança. A característica da modulação de frequência é seu alto grau de imediatismo e automação, geralmente concluído em alguns segundos, adequado para lidar com ciclos curtos (geralmente dentro de 10 segundos) e pequenas flutuações de frequência de amplitude.
A regulação da frequência secundária, também conhecida como controle automático de geração (AGC), refere -se ao fornecimento de capacidade ajustável suficiente e uma determinada taxa de ajuste pelo gerador definido para rastrear a frequência em tempo real dentro do desvio de ajuste permitido, a fim de atender aos requisitos da estabilidade da frequência do sistema. A modulação de frequência secundária pode obter ajuste de frequência sem costura e monitorar e ajustar a potência da linha de conexão.
A regulação de frequência secundária é uma medida manual ou automatizada adicional, com base na regulação da frequência primária, com o objetivo de restaurar a frequência da grade ao seu valor nominal. Isso geralmente é alcançado pelo centro de despacho de energia, emitindo instruções para usinas de energia específicas para aumentar ou diminuir as cargas com base no monitoramento em tempo real das alterações de frequência ou por meio de sistemas de controle de geração automática (AGC). Comparado à modulação da frequência primária, a modulação de frequência secundária tem maior precisão de ajuste, mas o tempo de resposta é relativamente lento porque envolve processos de comunicação, tomada de decisão e execução. A modulação de frequência secundária é usada principalmente para lidar com desvios de frequência com grandes flutuações (0. 5%~ 1,5%) e longos períodos de flutuação (10 segundos a 30 minutos).
As vantagens das usinas eletroquímicas de armazenamento de energia que participam da regulamentação de frequência
A regulação da frequência de armazenamento de energia refere -se ao uso da capacidade de resposta rápida e precisa da tecnologia de armazenamento de energia da bateria para participar dos serviços auxiliares da regulação da frequência AGC da grade de energia, melhorando assim os indicadores de participação de unidades de energia térmica em regulamentação de frequência AGC, eliminando a avaliação da regulação da frequência AGC e obtendo recompensas para serviços de alfinetes.
O índice abrangente de regulação da frequência k =0. 25 × (2k 1+ k 2+ k3), onde k 1= a taxa medida desta unidade/a taxa de ajuste médio de todas as unidades de AG na área de controle, K/K {7}}}} K 3=1- O erro de ajuste da unidade de geração de energia/o erro de ajuste permitido da unidade de geração de energia. De acordo com as regras da Southern Power Grid, o K1 tem um valor máximo de 5, enquanto K2 e K3 têm um valor máximo de 1. Portanto, o valor do indicador abrangente máximo que K é 3.
As usinas eletroquímicas de armazenamento de energia, como um novo tipo de recurso flexível, mostraram excelente desempenho na participação na regulação da frequência, refletida principalmente nos seguintes aspectos:
Resposta rápida:Os sistemas eletroquímicos de armazenamento de energia pode concluir a comutação de carga e descarga em milissegundos, excedendo em muito a velocidade das unidades de energia térmica tradicionais. Isso significa que ele pode responder mais rápido a alterações na frequência da grade, fornecendo mais suporte oportuno.
Controle preciso:Os sistemas de armazenamento de energia podem obter um controle altamente preciso da potência de saída, o que ajuda a melhorar a estabilidade da frequência de todo o sistema de energia. Isso é particularmente importante ao enfrentar a aleatoriedade e a intermitência do novo acesso à energia.
Proteção Ambiental:Comparado com a geração tradicional de energia de combustível fóssil, o armazenamento eletroquímico de energia não produz emissões de gases de efeito estufa ou outros poluentes, que atendem aos requisitos globais atuais para o desenvolvimento de energia limpa. Enquanto isso, devido à sua eficiência de eficiência de conversão de energia, os sistemas de armazenamento de energia também podem reduzir os custos operacionais até certo ponto. Em resumo, a regulação da frequência primária e a regulamentação de frequência secundária desempenham papéis diferentes, garantindo em conjunto a operação segura e estável da frequência da grade de energia; As usinas eletroquímicas de armazenamento de energia, com suas vantagens de capacidade de resposta rápida, nível preciso de controle e flexibilidade, estão se tornando uma parte indispensável dos sistemas de energia modernos, especialmente desempenhando um papel cada vez mais importante na promoção do consumo de energia renovável e no apoio à construção de grades inteligentes.
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 é o coeficiente de eficiência de carregamento e 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.
Em resumo, a regulação da frequência primária e a regulamentação de frequência secundária desempenham papéis diferentes, garantindo em conjunto a operação segura e estável da frequência da grade de energia; As usinas eletroquímicas de armazenamento de energia, com suas vantagens de capacidade de resposta rápida, nível preciso de controle e flexibilidade, estão se tornando uma parte indispensável dos sistemas de energia modernos, especialmente desempenhando um papel cada vez mais importante na promoção do consumo de energia renovável e no apoio à construção de grades inteligentes.