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术语表 · 电网与市场

频率响应

电网突然失衡后,为阻止和纠正频率偏差而自动发生的发电或负荷变化。

频率响应是在大型发电机组或联络线跳闸等扰动后,恢复电网频率的一系列自动和人工动作。

  • 惯量响应(0 到几秒):旋转质量释放动能,限制频率变化率(见惯量)。
  • 一次调频(几秒到 30 s):发电机调速器和快速资源按频率偏差成比例增加出力。在欧洲大陆,这叫频率控制备用(FCR),约 3,000 MW,按两台大型核电机组同时跳闸来配置。
  • 二次调频(30 s 到 15 min):自动发电控制把频率拉回额定值,并恢复计划潮流(aFRR)。
  • 三次备用用来替换已经用掉的二次备用。

一次调频由调差系数决定:4% 的调差意味着频率变化 4%(50 Hz 系统中为 2 Hz)时,机组出力从零变到满发。

ΔP / Prated = −(Δf / f₀) / 调差系数

NERC 用 MW/0.1 Hz 衡量频率响应;东部互联电网的义务约为 1,000 MW/0.1 Hz。随着惯量下降,运营商推出了更快的产品:英国的 Dynamic Containment 在 1 秒内动作,几乎全部由储能电池提供;ERCOT 的快速频率响应为 0.5 s。

相关术语

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  • 电网频率

    电力系统中交流电改变方向的速率,为 50 Hz 或 60 Hz,反映供需的瞬时平衡。

  • 惯量(电网)

    同步旋转的发电机和电动机中储存的动能,能抵抗电网频率的突变。

  • 辅助服务

    系统运营商在电能量之外采购的、用于保持电网稳定安全的服务,例如调频备用、电压控制和黑启动。

  • BESS(电池储能系统)

    完整的并网或现场电池装置,包括电芯、电池管理、功率变换、热管理和控制系统。

  • 构网型逆变器

    自行建立电压和频率基准的逆变器,表现为电压源,能稳定弱电网并提供虚拟惯量。

  • 备用裕度

    可用或认定容量超出预测峰值负荷的部分,以峰值负荷的百分比表示。