FCR e aFRR

Per l'equilibrio della rete

FCR Riserva di Contenimento della Frequenza

FCR è un servizio essenziale nella rete elettrica progettato per mantenere la stabilità del sistema rispondendo automaticamente alle deviazioni di frequenza. Agisce come prima linea di difesa quando l’equilibrio tra offerta e domanda di elettricità viene disturbato, come durante una perdita improvvisa di generazione o un picco di domanda.

FCR si attiva entro pochi secondi e funziona per contenere le fluttuazioni di frequenza, mantenendo la frequenza della rete entro limiti operativi sicuri (tipicamente intorno a 50 Hz o 60 Hz). Lo fa regolando automaticamente la potenza erogata dalle unità di generazione o il consumo di carichi su larga scala, in base all’entità della deviazione di frequenza. Questa risposta immediata aiuta a prevenire pericolose instabilità della rete, che potrebbero portare a blackout o altri guasti del sistema.

FCR opera tipicamente per brevi periodi, assicurando che il sistema rimanga entro l’intervallo di frequenza richiesto fino a quando riserve con risposta più lenta, come la Riserva Automatica di Ripristino della Frequenza (aFRR), possono subentrare e ripristinare completamente l’equilibrio.

Il servizio è fornito sia da centrali elettriche tradizionali sia da nuove tecnologie come batterie e altre risorse energetiche flessibili, contribuendo alla resilienza e all’affidabilità complessiva del sistema elettrico.

Soluzione Peak-Valley di FFD POWER

Sistema di Accumulo di Energia (BESS) ad Accoppiamento DC Concentrato

Il BESS containerizzato di FFD Power offre una capacità nominale di 3,42 MWh con una potenza di carica e scarica che varia da 1250 kW a 1725 kW. Questa soluzione scalabile, estendibile da 3,42 MWh a 102,6 MWh, è perfetta per utenti industriali di medie e grandi dimensioni e operatori di rete che implementano l’arbitraggio picco-valle. Le batterie sono separate dal Sistema di Conversione di Potenza (PCS), consentendo una facile scalabilità collegando più sistemi in parallelo alla rete per capacità maggiori. Questo design è sia compatto che conveniente, rendendolo una scelta ideale per massimizzare efficienza e risparmi.

Progettazione del sistema

FCR

Perché FCR è diverso

La Riserva di Contenimento della Frequenza (FCR) è cruciale per mantenere la stabilità della rete, richiedendo capacità di risposta precise e rapide. A differenza di altre applicazioni che possono concentrarsi sull’ottimizzazione o l’integrazione dell’energia, l’FCR richiede tecnologie altamente specializzate e algoritmi complessi per mantenere l’equilibrio della rete in tempo reale. La complessità nella gestione dell’FCR può essere scoraggiante, ma è qui che eccelliamo.

La nostra soluzione FCR pronta all’uso

Presso FFD Power, semplifichiamo le complessità dell’FCR integrando la nostra avanzata Architettura di Gestione dell’Energia (EMA) con il Sistema di Conversione della Potenza (PCS) di Kehua. La nostra soluzione preinstallata è progettata per essere chiavi in mano, fornendo tutto il necessario per implementare l’FCR senza sforzo. Questo pacchetto pronto all’uso garantisce un funzionamento senza problemi, la conformità agli standard di rete e l’affidabilità necessaria per supportare gli aspetti critici della stabilità della rete.

Caratteristiche Tecniche

Intervalli di frequenza

47,5 Hz – 49,0 Hz: più di 30 minuti
49,0 Hz – 51,0 Hz: senza limitazioni
51,0 Hz – 51,5 Hz: più di 30 minuti

Resistenza al tasso di variazione della frequenza

In grado di rimanere connesso alla rete e operare a un tasso di variazione di frequenza fino a 1,7 Hz/s

Modalità a Sensibilità di Frequenza Limitata - Alta Frequenza (LFSM-O)

Regolazione della Potenza Attiva Sensibile alla Frequenza:
- Il nostro BESS è in grado di fornire regolazioni di potenza attiva quando la frequenza della rete devia oltre la zona di insensibilità alla frequenza. La zona di insensibilità è regolabile nell’intervallo specificato di 50,2 Hz a 50,5 Hz, assicurando una regolazione dinamica della potenza al di fuori di questa zona.
Impostazioni Statiche Regolabili:
- L’impostazione statica per la regolazione della potenza attiva in risposta ai cambiamenti di frequenza è completamente configurabile tra 0,1% e 12%, come richiesto. Queste impostazioni possono essere regolate tramite il Sistema di Gestione dell’Energia (EMS), fornendo un controllo flessibile in varie condizioni di rete.
Tempo di Risposta Rapido:
- Il nostro sistema è progettato per reagire alle deviazioni di frequenza con un ritardo non superiore a 500 millisecondi all’uscita dell’inverter, garantendo un supporto rapido e affidabile durante le fluttuazioni di frequenza.
Operatività in Modalità LFSM-O:
- Il BESS opera efficacemente in modalità LFSM-O, regolando il rilascio e l’assorbimento di potenza attiva in base alle deviazioni di frequenza. Specificamente:
  - Durante eventi di sovrafrequenza, il sistema riduce l’output di potenza attiva secondo le caratteristiche LFSM-O.
  - Quando assorbe potenza, il sistema aumenta il livello di assorbimento di potenza attiva in linea con la caratteristica LFSM-O, fino al raggiungimento della piena capacità energetica del BESS.
  - Il sistema è in grado di operare stabilmente in modalità LFSM-O, con transizioni flessibili tra modalità di assorbimento e rilascio di potenza.
Gestione dell’Energia e Controllo della Capacità:
- Il nostro BESS assorbe energia elettrica fino al raggiungimento della piena capacità energetica, dopo di che cessa di assorbire energia, prevenendo il sovraccarico.
- Il sistema consente anche l’assorbimento continuo di potenza durante gli aumenti di frequenza, se specificato dal TSO, assicurando una gestione affidabile della rete.
Considerazione del Tempo di Transizione:
- La transizione tra modalità di assorbimento e rilascio di energia è presa in considerazione, applicando diverse impostazioni statiche come necessario. Il nostro sistema gestisce queste transizioni senza problemi, garantendo stabilità e continuità nelle operazioni di rete.

Modalità a Sensibilità di Frequenza Limitata - Bassa Frequenza (LFSM-U)

Regolazione della Potenza Attiva Oltre la Zona di Insensibilità:
- Il nostro BESS è in grado di regolare la potenza attiva quando la frequenza della rete devia oltre la zona di insensibilità definita. In particolare:
  - La zona di insensibilità è regolabile nell’intervallo da 49,8 Hz a 49,5 Hz, permettendo un controllo preciso delle regolazioni di potenza in risposta a eventi di sottofrequenza.
Impostazioni Statiche Regolabili:
- Il sistema supporta il controllo dinamico delle impostazioni statiche, modificabili nell’intervallo da 0,1% a 12% tramite il Sistema di Gestione dell’Energia (EMS). Questo assicura che la risposta alle deviazioni di frequenza sia adattata per soddisfare i requisiti operativi della rete.
Tempo di Risposta Rapido:
- Il nostro BESS reagisce alle deviazioni di frequenza entro 500 millisecondi, misurati all’uscita della macchina sincrona o dell’inverter. Questo tempo di risposta rapido assicura che il sistema possa supportare prontamente la rete durante le fluttuazioni di frequenza.
Operatività in Modalità LFSM-U:
- In modalità LFSM-U, il BESS regola la sua potenza attiva secondo la caratteristica LFSM-U:
  - Quando assorbe potenza, il sistema riduce l’assorbimento di potenza attiva man mano che la frequenza si stabilizza, con la capacità di passare a una modalità di rilascio se necessario.
  - Quando rilascia potenza, il BESS aumenta l’output di potenza attiva in risposta a riduzioni di frequenza, assicurando un supporto stabile ed efficace alla rete.
Gestione dell’Energia:
- Il BESS continua a rilasciare energia elettrica fino a quando la sua piena capacità energetica è esaurita, dopo di che smette automaticamente di rilasciare. Se specificato dal TSO, il sistema può mantenere il livello di rilascio di potenza anche dopo aver raggiunto una soglia di frequenza, garantendo la stabilità della rete durante eventi di sottofrequenza prolungati.
Transizioni Operative:
- Il sistema considera il tempo di transizione necessario per passare tra le modalità di rilascio e assorbimento di potenza. Le impostazioni statiche possono differire tra queste modalità, e il nostro BESS gestisce queste transizioni senza problemi per assicurare un’operazione continua e stabile.
- Il BESS rispetta le limitazioni legate alla sua piena capacità energetica, operando entro parametri sicuri ed efficienti in tutte le condizioni di rete.
Protocollo di Disconnessione Automatica:
- Se il BESS non può passare alla modalità di rilascio prima che venga attivato lo schema di distacco automatico per bassa frequenza, il sistema si disconnetterà secondo i requisiti di sicurezza operativa. La disconnessione avverrà solo se la modalità di rilascio non può essere raggiunta prima che la frequenza scenda a 49 Hz.

Modalità di Controllo Primario Normalizzato della Frequenza (Modalità FSM Sensibile alla Frequenza)

Risposta di Potenza Attiva in Modalità Sensibile alla Frequenza (FSM):
- Il nostro BESS regola la potenza attiva in risposta alle deviazioni di frequenza secondo i parametri del TSO per la Modalità Sensibile alla Frequenza (FSM). Il BESS opera con zona morta zero e insensibilità in alcune configurazioni, e con impostazioni standard per il controllo della frequenza quando necessario.
Parametri di Risposta della Potenza Attiva:
- Il BESS soddisfa le specifiche per la risposta di potenza attiva alle deviazioni di frequenza, inclusi:
  - Una variazione minima di potenza attiva del 10% rispetto alla potenza nominale di riferimento.
  - Massima insensibilità del regolatore primario di 10 mHz (equivalente allo 0,02% della frequenza nominale).
  - Una zona morta per la risposta di frequenza entro 0-200 mHz, che previene aggiustamenti di potenza non necessari per piccole variazioni di frequenza.
  - L’impostazione statica del sistema è regolabile tra 0,1% e 12%, fornendo flessibilità nella risposta alle deviazioni di frequenza.
Regolazione della Potenza per Deviazioni di Frequenza:
- Durante gli aumenti di frequenza, il BESS regola l’output di potenza attiva per assicurare che la riduzione di potenza non superi la capacità massima di riduzione del sistema. Al contrario, durante le diminuzioni di frequenza, l’aumento dell’output di potenza attiva è limitato alla capacità massima di rilascio del sistema. Questo permette al BESS di gestire il flusso di potenza in modo efficiente ed evitare il sovraccarico della rete.
Gestione dei Salti di Frequenza:
- Il BESS è progettato per gestire cambiamenti improvvisi e significativi di frequenza (noti anche come “salti di frequenza”). Regola rapidamente e accuratamente l’output di potenza attiva in risposta a queste rapide variazioni, evitando fluttuazioni nella fornitura di energia e mantenendo la stabilità del sistema.
Tempo di Risposta alle Deviazioni di Frequenza:
- Il nostro sistema rispetta i seguenti requisiti di tempo di risposta:
  - Il ritardo iniziale nell’aggiustare la potenza attiva in risposta a una deviazione di frequenza non supera i 500 millisecondi.
  - La piena attivazione dell’aggiustamento di potenza attiva richiesto avviene entro 30 secondi, garantendo supporto tempestivo ed efficace alla rete.
Fornitura del Servizio aFRR:
- Il BESS è pienamente in grado di fornire servizi di Riserva Automatica di Ripristino della Frequenza (aFRR). Regola continuamente l’output di potenza attiva in risposta alle effettive deviazioni di frequenza nella rete, assicurando una regolazione efficace durante tutto il periodo di servizio aFRR.
- Dopo il ritorno a condizioni di frequenza normali, il BESS ripristina la sua capacità energetica entro 2 ore, continuando a fornire i necessari servizi di regolazione della frequenza corrispondenti alla modalità operativa normale della rete.
- Durante la fase di recupero dell’energia, il BESS può ridurre la sua capacità aFRR in caso di condizioni di rete pre-emergenziali o emergenziali, ma continuerà a contribuire alla stabilità della rete e al ritorno a condizioni operative normali.

Accensione/Spegnimento Remoto

Comando di Arresto della Potenza Attiva:
- Il nostro BESS è progettato per cessare il rilascio di potenza attiva o ridurre l’output a zero entro 5 secondi dal ricevimento di un comando attraverso la porta di ingresso. Questo assicura una risposta rapida ai comandi dell’operatore di rete in caso di emergenza o altre necessità operative.
Compatibilità con il Controllo Remoto:
- Il sistema è configurato per consentire il controllo remoto come specificato dall’Operatore pertinente. Il design assicura che l’attrezzatura possa essere modificata o aggiornata per soddisfare qualsiasi requisito specifico fornito dal TSO o da altri operatori di rete per la gestione remota del BESS.

Gestione della Potenza Attiva

Comando di Regolazione della Potenza Attiva:
- Il BESS è in grado di modificare l’output di potenza attiva entro 10 secondi dal ricevimento di un comando attraverso la porta di ingresso. Questo assicura un aggiustamento tempestivo ed efficiente in risposta alle istruzioni dell’operatore di rete.
Capacità di Regolazione Remota della Potenza:
- Il BESS è progettato per consentire la regolazione remota dell’output di potenza attiva e può essere equipaggiato per soddisfare specifici requisiti di attrezzatura definiti dal TSO. Questo assicura flessibilità e compatibilità con vari sistemi di controllo remoto per la gestione della potenza attiva.

Regolazione della Potenza Attiva

Regolazione Remota del Setpoint di Potenza Attiva:
- Il BESS è in grado di regolare il setpoint di potenza attiva basato su azioni di controllo remoto o comandi ricevuti dal TSO. Supporta la gestione remota in tempo reale, permettendo un controllo preciso dell’output di potenza attiva.
- Il TSO definisce il tempo richiesto per raggiungere il nuovo setpoint e i livelli di tolleranza per la regolazione. Il nostro BESS rispetta questi parametri, assicurando aggiustamenti affidabili e reattivi.
Controllo Manuale da parte del TSO:
- Se il BESS viene rimosso dal Sistema di Regolazione Automatica di Frequenza e Potenza (SARFP), il TSO può gestire il sistema in modalità manuale. Il TSO informerà immediatamente il proprietario del BESS del passaggio al controllo manuale, specificando l’ora del cambio. Il BESS rimane pienamente operativo sotto controllo manuale, garantendo la continua conformità agli standard operativi.
Partecipazione alla Riserva di Contenimento della Frequenza (FCR):
- Il BESS supporta pienamente la partecipazione alla FCR, aderendo ai seguenti requisiti:
  - L’attivazione della FCR avviene in base al setpoint fornito dal TSO, con un ritardo non superiore a 30 secondi.
  - La piena attivazione della FCR è raggiunta entro 15 minuti dalla ricezione del comando.
  - Il BESS fornisce un output stabile di potenza FCR dal momento dell’attivazione per una durata minima di 60 minuti, assicurando supporto sostenuto alla regolazione della frequenza.
  - Il sistema assicura accuratezza nella misurazione della potenza attiva e nel mantenimento del setpoint, con una tolleranza di deviazione non superiore a ±1,0% della potenza nominale del BESS.
Misurazione e Trasmissione delle Informazioni:
- Il BESS misura parametri operativi chiave, inclusa la potenza attiva, con un ciclo di accuratezza di 1 secondo o meno. Queste misurazioni e dati vengono trasmessi in tempo reale al TSO, assicurando monitoraggio e controllo continui delle prestazioni del sistema.

Connessione Automatica

Condizioni di Frequenza e Tensione:
- Il BESS si riconnette automaticamente alla rete solo quando la frequenza è entro l’intervallo accettabile di 49,9 a 50,1 Hz.
- Il livello di tensione deve essere entro un intervallo di rapporto da 0,9 a 1,1 per permettere la riconnessione automatica.
Tempo di Ritardo per la Riconnessione Automatica:
- Il sistema include un tempo di ritardo minimo di 60 secondi prima di iniziare la riconnessione, assicurando che condizioni stabili siano stabilite prima del rientro.
Gradiente Massimo di Aumento della Potenza Attiva:
- Il BESS rispetta il requisito per il gradiente massimo di aumento dell’output di potenza attiva, fissato a ≤ 20% della potenza massima (Pmax) al minuto. Questa rampa controllata assicura una riconnessione senza problemi senza causare disturbi alla rete.
Condizioni Alternative:
- Se altre condizioni specifiche sono concordate tra il TSO, il proprietario del BESS e l’Operatore di Sistema di Distribuzione (DSO) pertinente, il sistema può essere configurato per rispettare tali parametri per la riconnessione automatica.

Inerzia Artificiale

Funzionalità di Inerzia Artificiale:
- Il nostro BESS è progettato per replicare l’effetto di inerzia tipicamente fornito dalle unità di generazione sincrone tramite l’uso di tecnologia inverter. Questa inerzia artificiale aiuta a stabilizzare la rete durante rapidi cambiamenti di frequenza, imitando la risposta di inerzia che fornirebbero i generatori convenzionali.
Sistema di Controllo e Parametri:
- I principi operativi dei sistemi di controllo utilizzati per fornire inerzia artificiale sono determinati dal TSO. Il nostro BESS è dotato di sistemi di controllo flessibili e reattivi configurabili per soddisfare i parametri specifici richiesti dal TSO, garantendo che il contributo di inerzia artificiale sia efficace e allineato alle esigenze di stabilità della rete.
Operazione in Parallelo nella Rete:
- Il BESS opera in parallelo con la rete, supportando la stabilità durante rapide deviazioni di frequenza fornendo la risposta di inerzia artificiale richiesta fino al livello predefinito stabilito dal TSO.

Resistenza al Cortocircuito

Funzionalità di Inerzia Artificiale:
- Il nostro BESS è progettato per replicare l’effetto di inerzia tipicamente fornito dalle unità di generazione sincrone tramite l’uso di tecnologia inverter. Questa inerzia artificiale aiuta a stabilizzare la rete durante rapidi cambiamenti di frequenza, imitando la risposta di inerzia che fornirebbero i generatori convenzionali.
Sistema di Controllo e Parametri:
- I principi operativi dei sistemi di controllo utilizzati per fornire inerzia artificiale sono determinati dal TSO. Il nostro BESS è dotato di sistemi di controllo flessibili e reattivi configurabili per soddisfare i parametri specifici richiesti dal TSO, garantendo che il contributo di inerzia artificiale sia efficace e allineato alle esigenze di stabilità della rete.
Operazione in Parallelo nella Rete:
- Il BESS opera in parallelo con la rete, supportando la stabilità durante rapide deviazioni di frequenza fornendo la risposta di inerzia artificiale richiesta fino al livello predefinito stabilito dal TSO.