一、系统和背景

新能源电厂一次调频的改造从2017年开始，首先在西北电网进行了新能源电厂一次调频（快速频率响应系统）改造，根据我们对市场的跟踪，在西北在一次调频改造过程中遇到很多的困难，也总结了很多经验。其中面临一个最主要的问题就是，调度部门无法掌握每个新能源场站的一次调频设备运行情况，以及场站一次调频的能力。这样就导致调度部门对新能源场站的一次调频处于一种失控的状态：首先无法按照要求对新能源场站的一次调情况进行考核，更重要的是无法对全网的一次调频能力和一次调频裕度进行一个有效的评估，无法指导电网的安全运行。

鉴于此，在电网调度测部署一套新能源一次调频主站系统，对新能源场站一次调频进行管理、监控、测试、考核，同时对全网的新能源一次调频能力进行评估，对电网的安全运行具有非常重要的意义。

二、系统功能概述

新能源一次调频在线监控和评估系统（以下简称为该系统），主要具备以下功能：

2.1. 新能源场站一次调频远程监控

1. 实现对新能源场站一次调频设备的远程监控：监控一次调频设备的投退情况，监控一次调频设备的运行情况，监控一次调频设备的配置参数，监控一次调频的启动/结束信号，监控一次调频装置的实时数据，以及召唤一次调频设备的历史数据。

2. 实现对新能源场站一次调频设备的远程配置：可以远程实现一次调频装置的投入和退出，可以修改一次调频设备的参数，如死区，调差率等参数。

2.2. 新能源场站一次调频考核

根据每个新能源场站的实时数据，以及历史数据，根据每个地区能监局或者电网调控的要求，对新能源场站的一次调频进行考核，并能公示考核结果。

2.3. 新能源场站一次调频主动测试

新能源场站的一次调频能力是新能源场站必须具备，且能随时启动的辅助服务功能。因此一次调频的服务应该能随时启动，无论发电单元运行于什么工况。如果电网因为某些原因发生频率波动，需要场站提供主动支撑，而场站的一次调频无法启动，将对电网的安全运行带来极大的安全隐患。因此该系统必须能主动对新能场站进行一次调频的主动测试，验证其一次调频能力是否满足要求。具体功能如下：

1．监控新能源场站（逆变器或者风机）的工作状态进行监控，以及新能源场站的环境以及功率预测数据，确定场站是否具备主动测试的条件。

2．建立发电单元（光伏逆变器和风机）的数学模型，分析发电单元运行数据，评估发电单元在不同运行工况和不同运行状态下的一次调频能力。在发电单元各种不同工况，特别是一次调频能力最薄弱时，启动主动测试。

3．系统向各新能源子站发送主动测试的命令，随后下发模拟电网频率扰动的信号。还模拟数据可以通过E文件的方式下发，也可以固化在各场站一次调频设备中。

4． 场站一次调频装置接受主动测试指令后，根据模拟电网频率扰动的信号进行场站有功功率的调节。

5．主动测试结束后，系统根据一次调频动作期间的数据，对本次模拟一次调频动作进行考核。

2.4. 全网新能源一次调频能力和裕度评估

系统和区域电网的一次调频能力对电网的安全运行有重要意义。风电、光伏等新能源的接入，给电网的一次调频稳定带来了新的挑战。电动汽车的推广和接入电网，也给电网一次调频带来了新的要求。分布式电源和负荷的接入给电网的一次调频能力评价带来了新的要求。所以，在电网的不同状况下，有必要对电网的一次调频能力做在线评估，使电网在不断变化的负荷需求下能够具有足够的一次调频能力。

影响发电机组一次调频性能的关键参数有很多，其中最重要的参数是调频死区和转速不等率（调差）。针对新能源场站的特点，其一次调频能力必须结合环境数据以及功率预测数据，发电单元的运行工况进行综合评估。

通过新能源发电单元的一次调频数学模型，同时建立全网拓扑结构的数学模型，实时计算电网每个节点的一次调频能力和一次调频裕度，指导电网的安全运行。