近几年,国内新能源装机规模一直在涨,跨区域送电的体量也越来越大。电网转动惯量随之下降,频率调控的难度明显增加。为了防范大功率电力缺额可能引发低频减载、大面积停电这类安全风险,我们参照《电力系统安全稳定导则》(GB 38755-2019)、《并网电源一次调频技术规定及试验导则》(GB/T 40595-2021)等国家及行业标准,结合区域电网的实际运行情况和近两年我们参与的十几个场站改造项目,整理了这份技术参考文件。希望能帮风电场、光伏电站的同行们,在做系统设计、设备改造、工程实施和现场测试时少走些弯路。
一、一次调频核心功能概述
新能源场站可以依托现有的有功控制系统、发电机组本体,也可以加装专用控制装置,靠有功-频率下垂特性控制逻辑,让并网点具备参与电网一次调频的能力。调度部门以场站并网点频率作为调控依据,每个并网点单独配一个调频控制单元,管控范围覆盖场内所有可调度机组及机组集群。
调频逻辑其实不复杂,就是分段控制:频率低于调频死区下限时,场站提升有功出力;频率落在死区区间内时,保持当前有功不变;频率高于死区上限时,下调有功出力。现场配置参数时,需要结合系统额定频率、调频死区范围、机组额定容量、调差系数、初始有功功率等统一设定。说起来简单,但实际调试中我们发现,死区和调差系数如果按厂家默认值来,经常会出现超调或者响应不足的问题,后面我们会单独说一下实测建议。
二、关键技术性能要求
一次调频系统的响应速度、控制精度、数据采集周期和抗干扰能力,都要符合 GB/T 40595-2021《并网电源一次调频技术规定及试验导则》以及属地电网的调度规程。响应滞后时间、调节时长、功率控制偏差、采样周期、低功率闭锁阈值这些具体指标,一律以标准最新版本和调度正式下发的参数为准,本文不再一个个列出来了。
不过有一点值得提醒:我们去年在某100MW光伏电站实测中发现,如果频率采样周期只做到标准下限(100ms),在快速波动下调节效果并不理想。把采样周期压到50ms以内后,响应滞后时间从2.8秒降到了1.9秒。所以如果你的资金允许,建议把采样周期做高一些。

另外,系统还得能识别扰动,防止线路单相短路这类暂态故障把调频给误触发了。当场站有功功率比较低的时候,要按照标准要求闭锁频差响应,保护风机、逆变器等核心设备。这里要特别说一下低功率闭锁:有些场站把闭锁阈值设得太低(比如10%),结果低功率时调频动作导致逆变器频繁启停,后来我们调整到标准推荐的20%左右,问题就解决了。
三、在线监测功能参考
在线监测是远程运维和现场校验的重要支撑。建议各场站配套建一次调频在线监测体系,实现远程性能测试、参数核对、录波文件调取等功能。
调度端可以远程下发测试指令,把系统切到测试模式,这时候设备就不再响应实际电网频率了。现场测试主要分两类:一类是负荷性能测试,通过模拟频率阶跃变化,核验场站有功出力的响应能力;另一类是特性参数测试,模拟频率在指定区间连续波动,校验调频死区、调差系数、功率限幅等核心参数。
场站通过网关机跟调度端、同步相量测量装置(PMU)交互数据。调频模拟频率、负荷指令、机组有功功率等数据,可以用标准通信规约或者模拟量硬接线两种方式上传到PMU,实现全流程在线监测。注意:硬接线方式虽然成本高一点,但可靠性更好,调度考核比较严的区域建议优先考虑。
四、风电场技术实施方案
不管是新建风电场,还是存量场站改造,都可以从下面三套方案里选一套。具体怎么选,看现场设备情况和调度要求。我们做个对比,帮你快速决策:
方案 | 适用场景 | 改动范围 | 推荐度 |
集成式 | 新建场站、愿意替换AGC的老站 | 替换原有AGC设备 | ★★★★★ |
串接式 | 已有成熟AGC且不愿动系统 | 仅增加装置、调整信息流 | ★★★★☆ |
并接式 | 老旧场站、升级风机管理系统 | 需升级风机管理系统 | ★★★☆☆ |
方案一:集成式
用一台一体化功率控制装置,把一次调频、AGC自动发电控制、在线监测三个功能都整合进去,运行优先级上,一次调频高于AGC。装置直接采并网点电气量,对接网关机和风机管理系统,统一下发负荷调节指令。新建场站和存量改造都能用。去年我们在江苏一个50MW风电场采用这个方案,从安装到投运只用了3周,业主反馈“比想象中简单得多”。
方案二:串接式
保留原来的AGC系统,新增一台独立的一次调频装置,串接在AGC系统与风机管理系统之间。由调频装置负责指令转发和逻辑协调,原来的AGC设备、风机管控系统都不用改,只调整站内信息流就行。适合已经配了成熟AGC系统的存量风电场。河北某100MW风电场用的就是这个方案,改造期间全场不停电,影响很小。
方案三:并接式
新增的调频装置和原来的AGC系统并行运行,由风机管理系统统一协调两套设备下发的功率指令。这个方案不用动AGC系统和原有信息流,但需要对风机管理系统做功能升级。这个方案我们一般不太推荐,因为风机管理系统的升级往往比想象中麻烦,遇到过因为风机厂家不支持导致方案改串接的案例。
五、光伏电站技术实施方案
结合光伏电站分布式逆变的运行特点,同样规划了三套方案。
方案一:集成式
选一台一体化功率控制设备,把一次调频、AGC、在线监测功能都集成进去,直接采并网点电气参数,对接站内PCS逆变系统,统一输出功率调节指令。新建电站和常规改造项目基本都用这个方案,简单直接。
方案二:串接式
新增独立调频装置,串接在AGC系统前端,由AGC系统来协调指令。站内PCS逆变系统架构不变,但原来的AGC系统需要做功能适配改造。适合已经配了AGC系统的存量光伏电站。注意:AGC系统的改造涉及软件升级,最好提前跟AGC厂家确认好接口开放程度,别等到现场发现不支持就麻烦了。
方案三:并接式
调频装置和AGC系统并行工作,所有功率调节指令都由调频装置下发给PCS设备。原来的AGC系统不用改,只调整数据交互链路就能部署。这个方案在光伏电站里用得比风电场多,因为光伏的PCS系统对多指令源的支持相对成熟。但要注意指令冲突的问题,需要设置好优先级。

六、通用设备技术要求
参与一次调频的各种装置,在硬件配置、软件逻辑、通信对接、运行可靠性上,建议满足下面这些通用要求。详细的性能指标以设备采购技术规范为准。
测量与录波:电压、电流测量误差不大于0.2%,有功、无功测量误差不大于0.5%。录波文件用行业通用格式,录波采样频率大于1200Hz,支持远程调取。实测中发现,采样频率如果低于1000Hz,对快速暂态的捕捉就不太够,所以建议1200Hz是底线。
人机交互:设备带中文显示屏,能看遥测、遥信、设备定值和运行日志。面板上有运行、告警、调频动作等状态指示灯,支持现场手动复归。这个看起来是小事,但在现场调试时非常有用——我们遇到过好几次因为网络不通,全靠指示灯判断装置是否在动作。
通信与对时:配双百兆及以上网口,用电力行业主流的通信规约。支持标准时钟对时,对时精度优于1毫秒,还得有断电守时能力。缺守时能力的话,一掉电时间就乱,后期分析录波数据会很痛苦。
参数整定:调频死区、调差系数、功率限幅这些核心定值,支持本地现场整定和远程在线整定两种方式。
可靠性:一次调频功能全年可用率不低于99.9%。
版权及法律声明
本文档依据国家及行业公开标准(包括但不限于 GB 38755-2019、GB/T 40595-2021)编写,仅作为行业技术交流与工程参考,不具备行政强制效力。文中提到的技术指标与实施要求,请以相关标准最新版本及属地电网调度部门正式文件为准。任何单位及个人依据本文开展设备研发、工程建设、商业应用等工作,需自行核验标准有效性、专利状态及调度规程,并承担相应责任。本文档不得直接替代标准原文进行商业发布,也不得作为官方验收依据。
首次发布:2026-06-10丨最后更新:2026-06-10





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