IEA PVPS TCP 是国际能源署（IEA）下属的技术合作计划，旨在通过全球合作推动光伏发电技术的发展和应用。IEA PVPS Task14 专注于促进光伏发电系统在电力系统中的作用，特别是提供频率相关服务。
核心观点
随着光伏发电占比的快速增长，光伏系统需要承担更多传统同步发电机的电网支撑任务，以确保电力系统的安全稳定运行。光伏系统具备提供多种频率相关服务的技术能力，包括在过频情况下自动减少有功功率输出（LFSM-O）、在欠频情况下自动增加有功功率输出（LFSM-U）、提供频率包含储备（FCR）以及合成惯性（SI）等。
关键数据
- 全球光伏发电占比约为5%，预计到2030年将覆盖约12%（STEPS情景）至20%（NZE情景）的全球电力需求。
- 欧盟五个不同的电力平衡/频率控制服务/产品已被定义并在电力平衡市场上交易，包括：运行备用、频率包含储备（FCR）、自动频率恢复储备（aFFR）、手动频率恢复储备（mFFR）和替代储备（RR）。
- 欧盟“发电机要求”（RfG）网络代码要求额定容量超过一定限值的逆变器耦合发电站提供合成惯性（SI）和快速频率响应（FFR）。
研究结论
- 光伏系统在提供频率相关服务方面具有巨大潜力，尤其是在逆变器主导的电力系统中，合成惯性（SI）和快速频率响应（FFR）将成为重要解决方案。
- 案例研究表明，光伏系统（单独或与储能系统结合）能够提供多种频率相关服务，其响应时间比传统旋转发电机更短，能够有效支持频率稳定。
- 需要制定明确的要求和标准化的测试程序，以评估不同光伏系统对频率相关服务的贡献。
- 未来需要进一步研究和示范项目，特别是针对逆变器耦合发电站提供的频率相关服务，以推动其应用和推广。
案例研究
- 奥地利：通过储能系统提供合成惯性，验证了兆瓦级逆变器系统在仿真、实验室和现场测试中的合成惯性提供能力。
- 德国：开发了逆变器提供合成惯性和频率包含储备的测试程序，并验证了逆变器与光伏系统协同提供多种频率相关服务的能力。
- 意大利：研究了直流微电网对交流电网频率稳定性的支持作用，提出通过零交流电网馈电模式优化内部资源管理，并提供合成惯性、惯性响应、超快速频率恢复储备（mFRR）等服务。
- 日本：通过电磁瞬态模拟和硬件在环测试，评估了逆变器提供合成惯性的能力，并分析了不同逆变器控制策略对频率稳定性的影响。
- 日本：通过现场实验验证了头room控制技术提供光伏系统向上灵活性（即增加输出能力）的可能性。
展望
- 需要制定实施路线图，分阶段推动逆变器耦合资源的部署和监管框架的调整。
- 未来需要开发更精确的估计和控制方法，以及平衡市场的规划策略，以充分利用光伏系统的灵活性。
- 逆变器耦合发电站将成为未来电力系统的重要组成部分，其技术实现和规范制定需要进一步研究和研究。
