2021年10月11日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《并網(wǎng)電源一次調(diào)頻技術(shù)規(guī)定及試驗(yàn)導(dǎo)則》(GB/T40595-2021)正式發(fā)布，該文件將于今年的5月1日開(kāi)始實(shí)施，文件明確：接入35kV及以上電壓等級(jí)的儲(chǔ)能電站、風(fēng)電、光伏等并網(wǎng)電源要按照該文件執(zhí)行。其中光伏電站一次調(diào)頻動(dòng)態(tài)性能應(yīng)滿足下列規(guī)定：
一次調(diào)頻有功功率的滯后時(shí)間應(yīng)不大于1s
一次調(diào)頻有功功率的上升時(shí)間應(yīng)不大于5s
一次調(diào)頻有功功率的調(diào)節(jié)時(shí)間應(yīng)不大于15s
一次調(diào)頻達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的有功功率調(diào)節(jié)偏差不超過(guò)士1%額定有功功率
關(guān)于“一次調(diào)頻”，想必各位光伏人并不會(huì)覺(jué)得陌生。近年來(lái)，從西北五省(陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆)到南網(wǎng)轄區(qū)五省(云南、貴州、海南、廣東、廣西)。包括湖北、湖南在內(nèi)的多個(gè)地方，都曾下發(fā)專門文件，要求存量風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站進(jìn)行一次調(diào)頻改造，新投產(chǎn)電站要具備一次調(diào)頻功能。事到如今，即便還有省份仍未下發(fā)單獨(dú)文件，但也都嚴(yán)格遵照《兩個(gè)細(xì)則》里的規(guī)定，對(duì)一次調(diào)頻安裝有所要求。
2020年，國(guó)網(wǎng)山西公司下發(fā)《關(guān)于開(kāi)展新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻改造工作的通知》，其中明確指出：新投產(chǎn)的新能源電站具備“一次調(diào)頻”能力方可并網(wǎng)，并網(wǎng)后要進(jìn)行“一次調(diào)頻”試驗(yàn)，試驗(yàn)不合格需解網(wǎng)整改!
足以見(jiàn)得，“一次調(diào)頻”正逐漸成為全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)新能源項(xiàng)目的要求，而伴隨著今年5月強(qiáng)制新國(guó)標(biāo)的實(shí)施，當(dāng)調(diào)頻能力成為新能源場(chǎng)站的必備“技能”，屆時(shí)，加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)也將成為光伏電站的重要選項(xiàng)之一。
什么是一次調(diào)頻？
“一次調(diào)頻”也稱快速頻率響應(yīng)，與二次調(diào)頻(AGC)一同被認(rèn)為是電網(wǎng)頻率控制或頻率調(diào)整的主要手段，近幾年，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模不斷增多，單一地依靠二次調(diào)頻漸漸不能滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行要求，一次調(diào)頻的重要性也凸顯了出來(lái)。
前不久，全國(guó)新能源消納監(jiān)測(cè)預(yù)警中心發(fā)布了2021年的最新數(shù)據(jù)：
從圖中不難看出：截止2021年底，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多個(gè)省份的風(fēng)電、光伏累計(jì)裝機(jī)占到本省總裝機(jī)的30%以上，青海甚至超過(guò)60%!
眾所周知，風(fēng)電、光伏項(xiàng)目出力受天氣瞬時(shí)波動(dòng)影響很大，如果占比過(guò)高，傳統(tǒng)的調(diào)頻電站很有可能無(wú)法及時(shí)修補(bǔ)這種頻繁、大負(fù)荷的頻率波動(dòng)。因直流閉鎖或功率驟降引發(fā)的系統(tǒng)頻率穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)也就越來(lái)越大。
正因如此，新能源占比最大的西北電網(wǎng)，也是最早提出“一次調(diào)頻”要求的地區(qū)。
那么要如何實(shí)現(xiàn)“一次調(diào)頻”的指標(biāo)要求呢？
通過(guò)查閱政策文件和一次調(diào)頻相關(guān)資料可知，目前，新能源場(chǎng)站(光伏發(fā)電站、風(fēng)電場(chǎng))一次調(diào)頻功能的實(shí)現(xiàn)主要可通過(guò)以下幾種方式實(shí)現(xiàn)：
（一）新能源場(chǎng)站保留有功備用
保留有功備用，就需要各場(chǎng)站業(yè)主在上報(bào)容量規(guī)模中預(yù)留一部分專門進(jìn)行一次調(diào)頻，這部分實(shí)際上不包含在并網(wǎng)容量?jī)?nèi)，也就是業(yè)主需要增加裝機(jī)規(guī)模或者在原規(guī)模的基礎(chǔ)上減少發(fā)電量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（二）配置儲(chǔ)能
配置儲(chǔ)能，即通過(guò)配置電池系統(tǒng)等管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制要求，電池儲(chǔ)能電源經(jīng)由斷路器和變壓器進(jìn)入電網(wǎng)。山西省電網(wǎng)要求“保留有功備用或配置儲(chǔ)能”實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻功能，其實(shí)目前只能通過(guò)增配儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橄啾葌溆糜泄Γ渲脙?chǔ)能相對(duì)更經(jīng)濟(jì)。
（三）增加一次調(diào)頻裝置
增加一次調(diào)頻裝置，通過(guò)一次調(diào)頻裝置與AGC控制系統(tǒng)的配合，一次調(diào)頻裝置將一次調(diào)頻調(diào)節(jié)量與AGC系統(tǒng)電網(wǎng)下發(fā)的有功功率調(diào)節(jié)值進(jìn)行代數(shù)疊加通過(guò)快速通道直接下發(fā)到通訊調(diào)裝置，控制發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有功功率調(diào)節(jié)。
（四）改造風(fēng)力發(fā)電機(jī)或逆變器
這種方法提出只是作為一種愿景，因?yàn)轱L(fēng)電和光伏不能持續(xù)發(fā)電這一現(xiàn)實(shí)擺在眼前，目前的技術(shù)水平是無(wú)法做到像火電機(jī)組和水電機(jī)組那樣進(jìn)行平滑調(diào)頻的。但目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)不代表將來(lái)做不到，這種方式只能寄托與未來(lái)技術(shù)發(fā)展。
以上四種方式都需要投入大筆費(fèi)用，從效果來(lái)看增加一次調(diào)頻裝置不能在根本上解決問(wèn)題，從造價(jià)來(lái)看保留有功比配置儲(chǔ)能投資更大，所以業(yè)界都主推配置儲(chǔ)能，而且有些省份已經(jīng)有了示范性項(xiàng)目。
上文中提到的國(guó)網(wǎng)山西公司，就在文件的第二條中也曾給出解決方案：
1、保留有功備用或配置儲(chǔ)能設(shè)備
2、加裝有功控制系統(tǒng)，或者獨(dú)立控制裝置
保留有功備用，對(duì)于電站的電量損失非常大，多數(shù)時(shí)候不做考慮;配置儲(chǔ)能設(shè)備，算是一個(gè)經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較好的方案。
新國(guó)標(biāo)對(duì)新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻要求的內(nèi)容截圖如下：
