一次调频系统

 一、一次调频系统的介绍

        一次调频系统是我研发的新能源电站核心控制设备，专为光伏电站和风电场设计。该装置通过有功功率自动控制（AGC）和无功功率自动控制（AVC）功能，实现对电站并网侧电压、频率的实时稳定调节，确保新能源电站安全、经济、可靠运行。其主要功能包括一次调频、惯量响应、快速调压、AGC/AVC控制，使新能源电站具备与传统电源类似的电网支撑能力，提升电网的稳定性与消纳能力。

         一次调频装置采用高速实时通信网络，支持与逆变器、变流器、SVG设备及调度系统的多规约通信（如IEC61850、MODBUS等），可接收调度指令并快速调节电站功率输出。通过精确采集并网侧电压、电流信号，计算系统频率、有功/无功功率等关键参数，实现毫秒级闭环控制，满足电网对新能源场站一次调频和快速电压响应的严格要求，助力新能源友好并网。

二、一次调频系统的工作原理

        一次调频的工作原理基于实时监测-快速计算-闭环调节的自动化控制流程：

信号采集：

        装置实时采集电站并网侧的电压、电流信号，精确计算系统频率、有功/无功功率及功率因数。

指令响应：

有功控制：

        根据调度下发的AGC指令或系统频率波动（一次调频），通过有功-频率下垂特性曲线动态调节发电设备出力。

无功控制：

        响应调度AVC指令或系统电压异常（快速调压），控制SVG、逆变器等设备的无功输出，稳定电压。

指令执行与反馈：

        控制指令通过高速通信网（支持GOOSE/SV等协议）下发至逆变器、变流器等设备。

        设备执行调节后，将结果反馈至装置，通过实时迭代算法优化后续指令，形成闭环控制。

核心机制：

        一次调频：频率越限时自动调节有功出力，支撑电网频率恢复。

        惯量响应：模拟传统发电机惯性，抑制频率突变。

        快速调压：电压异常时毫秒级调节无功设备，避免电压崩溃。

三、一次调频系统的主要功能

1. 有功功率控制（AGC）

        调节模式：

        恒有功模式：按设定值稳定输出。

        恒频率模式：跟踪系统频率动态调整。

        惯量响应：模拟旋转惯量，抑制频率骤变。

        分配策略：支持等有功裕度、等容量、等出力分配，优化机组负载。

        调度交互：实时上送AGC状态、闭锁信号及一次调频动作信息。

2. 无功功率控制（AVC）

        调节模式：

        定电压模式：维持并网点电压恒定。

        恒无功/恒功率因数模式：按设定值或功率因数输出。

        分配策略：支持等功率因数、等无功裕度、等容量、等出力分配。

        指令兼容性：支持调度下发电压/无功目标值、调整量、计划曲线等多类型指令。

3. 核心电网支撑功能

        一次调频：根据频率偏差快速调节有功出力（毫秒级响应）。

        快速调压：电压越限时控制SVG/逆变器无功输出，稳定系统电压。

        惯量响应：提供虚拟惯性，增强电网抗扰动能力。

4. 监测与通信

        监测功能：实时采集20路开关量遥信及三组电压/电流模拟量，计算关键电气参数。

        多层级通信：

        调度系统：通过IEC 60870-5-104/Modbus TCP等规约接收指令并上送数据。

        站内设备：与逆变器、变流器、SVG采用IEC61850 GOOSE/SV实现毫秒级控制。

        监控系统：支持与电站监控/AGC/AVC系统交互运行状态。