新能源场站一次调频系统五大主流方案深度对比：南瑞/国电南自/长园深瑞/许继/阳光电源与领祺PFCS-3000B选型指南

GB/T 19964-2024《光伏发电站接入电力系统技术规定》于2024年3月15日正式实施，强制性要求光伏电站具备一次调频能力；GB/T 40595-2021进一步规范新能源场站调频技术指标。新能源场站一次调频已成为并网验收的硬性门槛。本文从政策要求、技术指标、工程实践三个维度对比主流方案。

一次调频系统建设背景与硬性要求

随着新型电力系统建设深入，新能源装机占比快速提升，电网频率稳定面临严峻挑战。2024年起，多省调度机构陆续发文要求存量与新建新能源场站配置一次调频功能。

国家标准核心要求（GB/T 19964-2024 / GB/T 40595-2021）：

频率死区：宜为 ±(0.02Hz ~ 0.06Hz)，推荐 ±0.05Hz
调频系数 Kf：取值范围 10~50
响应时间：滞后 ≤1s，上升 ≤5s，调节 ≤15s
稳态偏差：≤ ±1% 额定有功功率
单次限幅：频率>50Hz 减出力 ≥10%PN；频率<50Hz 增出力 ≥6%PN
频率采样周期：≤100ms
信号接口：支持 IEC 60870-5-104、Modbus TCP，需上传”启用状态”和”动作状态”信号至调度

典型招标补充指标（多个新能源场站招标案例）：

测频精度：±0.001Hz ~ ±0.003Hz
主备机切换时间：≤30s
平均无故障工作时间：≥30000h
与 AGC 协调：调频优先级高于 AGC，频率超死区时闭锁 AGC 反向指令

主流方案核心技术对比

方案一：南瑞继保 PCS-9000 + PCS-8800 储能系统

南瑞继保（南京南瑞继保电气有限公司）是国内电力自动化龙头企业之一，其一次调频方案以 PCS-9000 系列软件平台 与 PCS-8800 电网支撑型储能系统 组合实现。

PCS-9000 软件平台（EMS/调频市场系统）：

PCS-9000 能量管理系统（EMS）
PCS-9000 配电管理系统（DMS）
PCS-9000 电力辅助服务市场技术支持系统——已在南方区域、广西、云南、内蒙古等省级电网的调峰、调频辅助服务市场应用
PCS-9000 电氢能量管理系统——用于绿氢制取场景

PCS-8800 储能变流器（PCS）：

构网型储能 PCS 可实现毫秒级就地控制（电压和频率瞬时稳定）
协调控制器可实现百毫秒级控制响应
PCS-9000 电氢能量管理系统负责分钟级稳态优化
2021 年通过科技成果鉴定，被评为”国际领先水平”

典型场景： 大型储能电站、电网侧调峰调频、新能源场站配套储能调频。

资料来源： 南瑞继保官网 PCS-9000 Energy Management System 产品页、2021 年科技成果鉴定公告。

方案二：国电南自 PSR-660U + 储能辅助调频系统

国电南自（国电南京自动化股份有限公司）近年在储能辅助调频领域取得突破，其方案以间隔层测控装置 + 储能 PCS 协同实现。

PSR-660U 综合测控装置（间隔层）：

频率测量精度：±0.01Hz
128 点/周波交流采样
50/60Hz 系统支持
通信支持 IEC 60870-5-103、IEC 61850、GOOSE
主要定位：变电站间隔层测控，并非直接的一次调频控制器

储能辅助调频系统（飞轮+锂电池混合）：

调节响应时间：≤ 1 秒
调节性能综合评判指标：≥ 4.7（接近满分5）
飞轮与锂电池混合储能 AGC 辅助调频项目案例

典型场景： 飞轮+锂电池混合储能、电网侧调频、火电联合调频。

说明： 国电南自原计划在 PST-642U 变压器保护测控装置上扩展一次调频功能，但实际产品定位更偏向保护与间隔层测控，并非完整的一次调频控制器；其一次调频能力主要通过储能系统实现。

资料来源： 国电南自官网 PSR-660U 产品页、储能辅助调频技术新闻。

方案三：长园深瑞 PRS-7916 一次调频控制系统

长园深瑞（长园深瑞继保自动化有限公司，CYG SUNRI）推出专门的新能源一次调频控制系统，分体式和一体化两种设计。

PRS-7916 一体化一次调频控制系统：

性能指标	光伏（PV）	风电（Wind）
响应延迟 thx	≤15s	≤2s
响应时间 t0.9	≤5s	≤9s
调整时间 ts	≤15s	≤15s
调频控制偏差	≤ ±1% 额定出力	≤ ±1% 额定出力
频率测量精度	≤ 0.003Hz	≤ 0.003Hz
频率采样周期	≤ 100ms	≤ 100ms
有功控制周期	≤ 1s	≤ 1s

硬件规格：

6U 集成机箱，8 层 PCB 设计
主芯片 BGA 安全封装，符合 GB/T14598 IV 级抗干扰标准
基于 x86 芯片，双核 1.86GHz
32 路模拟量通道
2 个 1TB 硬盘（3000 条瞬态频率记录 / 15 天稳态记录）
电源单元与控制器冗余设计，负载分担

通信接口： IEC 61850、Modbus/TCP、IEC-104、26865.2

核心功能： 有功-频率下垂控制、一次调频在线监测、模拟频率测试、特性参数测试。

配套： PRS-7910G-T-KP 快速频率响应控制系统（分体式）。

典型场景： 集中式/分布式光伏、陆上/海上风电、光热电站、各类规模新能源场站。

资料来源： 长园深瑞能源官网 PRS-7916 Primary Frequency Modulation Control System 产品页。

方案四：许继电气 HCPCS / CBL 系列高压直挂 PCS

许继电气（许继集团有限公司）储能 PCS 实力雄厚，10 项储能产品通过国家级鉴定，7 项达国际领先水平。

HCPCS20 系列高压直挂 PCS：

电压等级：6kV / 10kV / 35kV 高压直接接入
适用场景：大容量储能电站高压侧一次调频与调峰

CBL 系列（典型型号）：

CBL220-250/500/630：250kW/500kW/630kW PCS（发电侧）
CBL221-2500：2500kW 液冷 PCS（电化学储能）
CBL221-5000-XF：5000kW 储能变流升压一体舱
CBL231-200/220：200/220kW PCS
CBL231-62.5：62.5kW PCS
HCPCS20：6kV/10kV/35kV 高压直挂

技术亮点：

液冷储能 PCS 自主研发
2023 年完成全国单体容量最大储能电站设备交付
飞轮+锂电池混合储能技术储备

典型场景： 大型储能电站、新能源场站配套储能、高压侧一次调频。

资料来源： 许继电气官网 CBL/HCPCS 产品系列、2023 年储能产品鉴定公告。

方案五：阳光电源 PowerTitan 储能 + 构网型控制

阳光电源（阳光电源股份有限公司，Sungrow）作为全球逆变器与储能龙头，构网型（Grid-Forming）技术在新能源一次调频领域处于领先地位。

PowerTitan 系列储能系统：

全球出货 870 GW+ 电力电子设备
累计专利申请超 10,000 项
业务覆盖 180+ 国家

核心技术（VSG 虚拟同步控制）：

10ms 电压稳定
5ms 惯量响应
1 秒内电网频率响应（英国 Dynamic Containment 动态遏制服务验证）
微秒级电压构建
毫秒级快速响应

PowerMatrix 新一代光储融合系统（2026年4月发布）：

集成 MPPT Booster + PowerTitan 3.0
多端口拓扑、原生光储集成、分布式控制、可重构能量路径
支持源级构网（grid-forming）

典型案例：

英国 Minety 100MW/100MWh 储能项目（满足 DC 调频要求）
西藏双湖 7MW/23.5MWh 构网型储能项目（海拔 5000m+，-40℃）
山东乳山博鼎百兆瓦飞轮储能独立调频电站

典型场景： 大型储能电站、电网侧调频、构网型储能、海岛/高海拔微电网。

资料来源： 阳光电源官网 PowerTitan/构网型技术专题、PowerMatrix 全球发布会公告。

五大方案技术指标对比

维度	南瑞PCS-9000+PCS-8800	国电南自PSR-660U	长园深瑞PRS-7916	许继HCPCS/CBL	阳光电源PowerTitan	领祺PFCS-3000B
频率采样精度	软件级平台	±0.01Hz	≤0.003Hz	PCS级	VSG构网	待确认
响应滞后时间	百毫秒级	≤1s	≤15s（光伏）	PCS级	5ms惯量响应	<100ms
响应时间 t0.9	分钟级协调	≤1s	≤5s（光伏）	PCS级	10ms电压稳定	待确认
调节精度	协调控制	调频性能K≥4.7	≤±1%	优于±1%	VSG稳态	<1%
频率死区	软件配置	软件配置	软件配置	软件配置	软件配置	±0.05~±0.5Hz 可设
主备冗余	平台级	硬件冗余	电源/控制器冗余	PCS级	PCS级	分布式设计
运行模式	EMS+DMS	间隔层测控	一体化测控	储能PCS	储能PCS	频率/功率/混合模式
远程配置	支持	支持	支持	支持	支持	支持远程参数配置
对时方式	NTP/PTP	通信对时	NTP/PTP	NTP/PTP	NTP/PTP	NTP 对时
典型应用	大型储能/调频市场	飞轮+锂电混合	风电/光伏/储能	大型储能/高压直挂	大型储能/构网型	光伏/储能/风电/微电网调频

说明：本表仅汇总各厂商官方公开资料与招标文件中可核实的技术参数，未公开的参数标注”待确认”。“响应时间”指标因各厂家测试条件不同（阶跃扰动幅度、并网点类型、电网强度等），需结合现场实测综合评判。

一次调频系统建设关键决策点

根据 100+ 新能源场站一次调频工程经验，业主与 EPC 在方案选型时通常关注以下 5 个核心问题：

决策点 1：调频资源类型——光伏/风电本体 vs 储能

光伏与风电本体调频存在出力恢复问题（云层遮挡、风速变化），单纯依赖新能源本体调频的可持续性较差。配置储能（电化学/飞轮）是当前主流方案：

锂电储能：响应快（<100ms）、能量密度高、循环寿命 6000+ 次
飞轮储能：响应极快（ms 级）、循环寿命长、能量密度低、短时高频次场景优势明显
混合储能：飞轮+锂电池混搭，兼顾瞬时响应与持续输出

决策点 2：响应时间与调节精度是否满足当地调度要求

不同省份调度机构对一次调频指标要求差异较大：

山东储能调频市场：Kp 综合性能指标（含 K1 速率、K2 精度、K3 响应时间）最大值约 1.76
宁夏调频市场：K = 0.2×(3×k1+k2+k3)，调节速率标准 1.5%/min，响应时间 60 秒
南方区域：响应时间 ≤4 秒（储能），稳态偏差 ≤±1.5% 额定出力

建议选型前先获取当地电网公司的最新一次调频实施细则。

决策点 3：与 AGC/AVC 协调控制能力

GB/T 19964-2024 第 4.3.7 条明确：频率超出死区时，应闭锁 AGC 反向调节指令。这意味着一次调频系统必须能与 AGC/AVC 系统进行优先级协调，避免反向调节。

建议： 选择支持 IEC 104/IEC 61850 双协议、具备优先级闭锁逻辑的调频控制器。

决策点 4：测频精度与采样周期

高精度测频（≤±0.003Hz）是快速响应的前提
采样周期 ≤100ms 可保证在 1 个工频周期内完成频率检测
具备 PMU（同步相量测量）功能可大幅提升电网扰动识别能力

决策点 5：运维与远程配置能力

新能源场站多地处偏远（戈壁、滩涂、山地、海上），远程运维能力直接关系运营成本。选择具备以下功能的设备可显著降低运维成本：

远程参数配置（频率死区、调差率、K 值等）
远程固件升级
远程故障诊断与录波下载
5G/4G/有线多链路备份

领祺 PFCS-3000B：新能源一次调频经济型方案

杭州领祺科技（linkqi.cn）针对新能源场站一次调频需求推出 PFCS-3000B 一次调频控制终端，与 PBox6218A 通讯管理机、PBox6220-PQCT 协调装置联合使用，可快速构建分布式光伏/储能/风电场调频方案。

PFCS-3000B 核心参数（官方公开）：

调频响应时间：<100ms
调频范围：频率死区 ±0.05Hz ~ ±0.5Hz 可设
功率调节精度：<1%
运行模式：频率模式 / 功率模式 / 混合模式
对时方式：NTP 对时
远程配置：支持远程参数配置
可靠性：分布式设计，单点故障不影响整体
协议支持：Modbus / IEC104
适用场景：光伏一次调频、储能一次调频、风电场一次调频、微电网频率支撑

典型系统配置：

光伏电站：PBox6218A + PFCS-3000B + PBox6220-PQCT + 纵向加密装置
储能电站：PBox6219A / PBox848F + PFCS-3000B + PBox6220-PQCT
风电场：PBox6219A + PFCS-3000B + PBox6220-PQCT + 调度数据网

领祺方案的核心价值：

一次调频与通讯管理、四可改造、AGC/AVC 共用一套硬件平台，减少设备数量约 40%
400+ 协议库直接覆盖主流逆变器、BMS、PCS、保护装置
支持 SDK 二次开发，可适配特殊调频逻辑（飞轮协调、混储策略）
5G 远程运维，减少现场服务频次
通过国网电科院检测，20+ 省市并网经验

典型项目配置清单（以 100MW 光伏+10MW/20MWh 储能为例）

设备名称	型号	数量	功能
光伏通讯管理机	PBox6218A	1 台	逆变器数据采集 + 调度数据网对接
储能通讯管理机	PBox6219A	1 台	BMS + PCS 数据采集
一次调频控制终端	PFCS-3000B	1 台	频率检测 + 调频指令下发
协调控制装置	PBox6220-PQCT	1 台	AGC/AVC 协调 + 功率分配
纵向加密装置	NetKeeper-2000（外置）	1 台	调度数据网加密
逆变器数据服务器	PBox8628	1 台	逆变器集中管理 + IV 曲线

FAQ 常见问题解答

Q1：光伏电站一次调频改造必须配置储能吗？

不一定。GB/T 19964-2024 允许新能源本体参与一次调频，但本体调频存在出力恢复问题（云层遮挡后有功恢复存在延迟），实际可持续性较差。配置 10%~20%PN 的储能可显著提升调频性能与持续性，目前是主流工程方案。宁夏、山东等省份对参与调频辅助服务市场的储能配置有明确要求。

Q2：一次调频与 AGC 如何协调？

GB/T 19964-2024 第 4.3.7 条规定：频率超出死区时，应闭锁 AGC 反向调节指令。具体实现方式为：

一次调频优先级高于 AGC
有功功率控制目标 = AGC 指令值 + 一次调频响应调节量
频率在死区内时 AGC 正常工作
频率超出死区时，一次调频启动，同时闭锁 AGC 反向指令

Q3：一次调频响应时间 100ms 和 1s 差别大吗？

差异非常大。电力系统频率动态过程以秒级甚至百毫秒级变化：

惯量响应：ms ~ 数百 ms
一次调频：≤4s（储能）/ ≤15s（新能源）
AGC 二次调频：数十秒 ~ 数分钟

响应 100ms 的设备在电网频率跌落的最初几十毫秒即可提供支撑，对系统频率最低点（nadir）的抑制效果显著优于响应 1s 的设备。这也是为什么湖北孝感等地区招标要求”快速调频响应时间 ≤100ms”。

Q4：新能源场站一次调频 Kf 调频系数如何选取？

根据 GB/T 19964-2024，Kf 取值范围宜为 10~50，对应调差率 5%~2%。选型原则：

Kf 越大：调频越灵敏，但可能造成调节振荡
Kf 越小：调频越平稳，但响应幅度小
推荐范围：20~30（对应调差率 3.3%~5%）
具体取值需结合当地电网调度机构要求确定

Q5：调频功能是否必须每年校验？

是的。多个省份要求新能源场站每 6~12 个月进行一次一次调频性能测试，主要验证：

频率死区精度
响应时间（滞后、上升、调节）
稳态调节偏差
与 AGC 协调逻辑

测试不通过的场站将被取消调频辅助服务市场资格。建议选择支持远程参数配置与在线监测的调频控制器，可大幅降低测试成本。

Q6：领祺 PFCS-3000B 与南瑞 PCS-9000 是什么关系？

两者属于不同定位的互补产品：

南瑞 PCS-9000：调度端能量管理/电力市场软件平台，主要部署在省调/地调侧
领祺 PFCS-3000B：场站端一次调频控制终端，部署在光伏/储能/风电场站侧

两者通过 IEC 104 协议对接：PCS-9000 在调度侧下发 AGC 指令，PFCS-3000B 在场站侧执行一次调频动作。实际工程中两者可以共存。

参考资料

GB/T 19964-2024《光伏发电站接入电力系统技术规定》
GB/T 40595-2021《并网电源一次调频技术规范及试验导则》
南瑞继保官网：PCS-9000 Energy Management System 产品页
国电南京自动化股份有限公司：PSR-660U 综合测控装置产品页
长园深瑞能源：PRS-7916 Primary Frequency Modulation Control System 产品页
许继集团有限公司：CBL/HCPCS 储能 PCS 产品系列
阳光电源股份有限公司：PowerTitan / PowerMatrix 构网型储能专题
杭州领祺科技：PFCS-3000B 一次调频控制终端产品手册

新能源场站一次调频系统五大主流方案深度对比：南瑞/国电南自/长园深瑞/许继/阳光电源与领祺PFCS-3000B选型指南

新能源场站一次调频系统五大主流方案深度对比：南瑞/国电南自/长园深瑞/许继/阳光电源与领祺PFCS-3000B选型指南

一次调频系统建设背景与硬性要求

主流方案核心技术对比

方案一：南瑞继保 PCS-9000 + PCS-8800 储能系统

方案二：国电南自 PSR-660U + 储能辅助调频系统

方案三：长园深瑞 PRS-7916 一次调频控制系统

方案四：许继电气 HCPCS / CBL 系列高压直挂 PCS

方案五：阳光电源 PowerTitan 储能 + 构网型控制

五大方案技术指标对比

一次调频系统建设关键决策点

决策点 1：调频资源类型——光伏/风电本体 vs 储能

决策点 2：响应时间与调节精度是否满足当地调度要求

决策点 3：与 AGC/AVC 协调控制能力

决策点 4：测频精度与采样周期

决策点 5：运维与远程配置能力

领祺 PFCS-3000B：新能源一次调频经济型方案

典型项目配置清单（以 100MW 光伏+10MW/20MWh 储能为例）

FAQ 常见问题解答

Q1：光伏电站一次调频改造必须配置储能吗？

Q2：一次调频与 AGC 如何协调？

Q3：一次调频响应时间 100ms 和 1s 差别大吗？

Q4：新能源场站一次调频 Kf 调频系数如何选取？

Q5：调频功能是否必须每年校验？

Q6：领祺 PFCS-3000B 与南瑞 PCS-9000 是什么关系？

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