AGC與AVC在光伏電站中的應(yīng)用研究

［關(guān)鍵詞］光伏電站；自動發(fā)電控制；自動電壓控制；電網(wǎng)穩(wěn)定性；可再生能源

［中圖分類號］TM615 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0091–03

隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L，光伏發(fā)電作為一種常見的可持續(xù)能源形式，受到廣泛關(guān)注。光伏電站運(yùn)行效率直接關(guān)系到能源產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效益。在這一背景下，AGC（自動發(fā)電控制）和AVC（自動電壓控制）在光伏電站中的應(yīng)用研究顯得尤為重要。AGC旨在調(diào)節(jié)電網(wǎng)的頻率和功率，控制電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在光伏電站中，AGC可根據(jù)電網(wǎng)需求，實(shí)時調(diào)整光伏發(fā)電單元的輸出功率，科學(xué)維持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性，對于提高光伏電站并網(wǎng)能力和電網(wǎng)整體穩(wěn)定性具有重要意義。AVC側(cè)重于控制電網(wǎng)的電壓水平，通過調(diào)節(jié)變壓器分接頭和無功補(bǔ)償設(shè)備，保持電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)。在光伏電站中，AVC能有效管理電壓波動，減少因電壓異常產(chǎn)生的設(shè)備損壞和能源浪費(fèi)，從而提高電站的運(yùn)行效率，延長設(shè)備的使用壽命。文章旨在探討AGC和AVC在光伏電站中的應(yīng)用，分析其在提高光伏電站運(yùn)行效率、保障電網(wǎng)穩(wěn)定性、優(yōu)化能源管理方面的潛力，揭示AGC和AVC在光伏發(fā)電領(lǐng)域的關(guān)鍵作用，并為未來技術(shù)改進(jìn)推廣提供參考。

1AGC與AVC在光伏電站中的控制模式

1.1AGC控制模式

在光伏電站中，AGC主要通過總有功方式和日負(fù)荷曲線方式控制電站輸出功率?？傆泄Ψ绞街苯佑烧{(diào)度中心進(jìn)行設(shè)定，調(diào)度中心根據(jù)電網(wǎng)需求和預(yù)測，直接向光伏電站發(fā)送總輸出功率的設(shè)定值。在獲得相應(yīng)控制權(quán)限后，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整總輸出功率的設(shè)定值。這種控制方式響應(yīng)迅速，能快速適應(yīng)電網(wǎng)需求的變化，但需要電站具備較高的自動化水平和功率控制能力。日負(fù)荷曲線方式屬于預(yù)設(shè)控制模式，調(diào)度中心提前1d給出未來24h的負(fù)荷曲線，實(shí)際為每5min設(shè)定一次負(fù)荷，1d共設(shè)置288個點(diǎn)，并將負(fù)荷曲線存儲在AGC/AVC控制器數(shù)據(jù)庫中，AGC通過讀取信息數(shù)據(jù)，將按照預(yù)設(shè)的曲線進(jìn)行調(diào)整，匹配預(yù)期的電網(wǎng)負(fù)荷需求，如圖1所示。調(diào)度中心根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測模型，制訂出未來1d的負(fù)荷曲線，光伏電站根據(jù)接收到的負(fù)荷曲線，自動調(diào)整輸出功率，確保與預(yù)設(shè)曲線保持一致。在應(yīng)用日負(fù)荷曲線方式時，其進(jìn)行提前規(guī)劃，減少實(shí)時調(diào)整的需求，從而降低操作復(fù)雜性。且其要求調(diào)度中心和電站之間有良好的溝通，可提高預(yù)設(shè)曲線的可行性。

1.2AVC控制模式

AVC控制模式主要包括無功設(shè)定值控制模式和電壓控制模式。其中無功設(shè)定值控制模式是一種基于無功功率設(shè)定值的控制策略，光伏電站接收來自電網(wǎng)調(diào)度中心的無功設(shè)定值指令，這些指令基于電網(wǎng)實(shí)時需求和電站運(yùn)行狀態(tài)，旨在優(yōu)化電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性和功率因數(shù)。在無功設(shè)定值控制模式中，電站逆變器根據(jù)接收到的無功設(shè)定值調(diào)整其輸出，從而達(dá)到設(shè)定的無功功率水平，有效管理電網(wǎng)的無功功率流動，減少電壓波動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。電壓控制模式則是根據(jù)設(shè)定的母線電壓范圍，控制光伏電站的輸出。該模式下，電站控制系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測母線電壓，根據(jù)設(shè)定的電壓上下限進(jìn)行調(diào)整，如果母線電壓超出設(shè)定范圍，控制系統(tǒng)可通過調(diào)整逆變器的無功輸出，將電壓調(diào)整回正常范圍，從而保障電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。

2AGC與AVC在光伏電站的應(yīng)用

2.1有功負(fù)荷分配

光伏電站中的逆變器分為單獨(dú)運(yùn)行和成組控制。在接收到來自調(diào)度的總有功功率指令后，電站根據(jù)實(shí)際情況，將這些功率在各逆變器之間進(jìn)行合理分配，讓每臺逆變器都能在其最佳工作點(diǎn)運(yùn)行的同時，有效滿足電網(wǎng)的調(diào)度要求。在實(shí)施分配策略時，對于設(shè)置為單獨(dú)運(yùn)行的逆變器，直接接收來自調(diào)度的有功功率指令，這些逆變器通常負(fù)責(zé)處理特定的功率需求，如滿足局部電網(wǎng)的特定需求、應(yīng)對突發(fā)事件等。對于成組控制的逆變器，作為整體接收總的有功功率指令，AGC根據(jù)各逆變器的實(shí)時狀態(tài)（如效率、溫度、輸出功率等）將總功率在組內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化分配。在分配過程中，AGC從總的有功功率中減去單獨(dú)運(yùn)行逆變器所帶的功率，剩余功率則分配給成組控制的逆變器，合理利用這功率。具體可用下面公式進(jìn)行表示：

3結(jié)束語

在光伏電站的應(yīng)用研究中，引入AGC與AVC技術(shù)，可為光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與高效管理提供有力的技術(shù)支撐。隨著新能源政策不斷推進(jìn)和光伏行業(yè)快速發(fā)展，AGC與AVC技術(shù)的應(yīng)用正逐漸成為光伏電站智能化、自動化管理的重要標(biāo)志。然而，盡管AGC與AVC技術(shù)在光伏電站的應(yīng)用中取得了顯著成效，但仍面臨著各種挑戰(zhàn)，如系統(tǒng)集成復(fù)雜性、成本控制、以及與現(xiàn)有電網(wǎng)管理系統(tǒng)的兼容性等問題。未來，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，成本進(jìn)一步降低，AGC與AVC技術(shù)將更加成熟，其在光伏電站的應(yīng)用也將更加廣泛。