光伏电站有功功率、无功功率自动控制系统(SPSGC-3000)
两级式光伏并网发电系统功率变换控制研究
Telecom Power Technology电力技术应用两级式光伏并网发电系统功率变换控制研究芮典，周斌（国网浙江省电力有限公司杭州市临安区供电公司，浙江研究两级式光伏并网发电系统的功率变换控制，通过系统介绍该系统的基本结构和工作原理，分析了光伏发电系统功率变换控制的需求。
针对该问题，探讨常见的功率变换控制算法，并重点介绍最大功率点跟踪算法的原理与实现。
基于最大功率点跟踪算法，提出了功率变换控制策略，包括系统控制框架的设计和在两级式光伏并网发电系统中的应用，旨在为光伏发电系统的功率变换控制提供一种有效的方法。
光伏发电；并网发电；功率变换；最大功率点Research on Power Conversion Control of Two-Stage Photovoltaic Grid Connected PowerGeneration SystemRUI Dian, ZHOU Bin(State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd., Hangzhou Lin’an District Power Supply Company, HangzhouAbstract: Study the power conversion control of two-stage photovoltaic grid connected power generation system, introduce the basic structure and working principle of the system, and analyze the requirements for power conversion 2023年8月10日第40卷第15期· 59 ·Telecom Power TechnologyAug. 10, 2023, Vol.40 No.15芮 典，等：两级式光伏并网发电系统功率变换控制研究在电网连接过程中，需要保证系统与电网的电压、频率和相位同步，以确保系统的稳定运行并满足电网的要求。
一种适应于新能源的自动电压无功控制系统设计
表 4 不同方法对电压无功控制的时间（单位：s）
分析方法
基于连续离散化 算法的电压无功
控制系统
在线无功监测法
参数
5.5kV 8.5kV 10.5kV 遥信识别率（%） 热耗/电阻的k值 无功控制整体结果 5.5kV 8.5kV 10.5kV 遥信识别率（%） 热耗/电阻的k值 无功控制整体结果
位置
主网
由图 1 可知，基于连续离散化算法的电压无功控制系统
的自动化程度较高，＞ 80%，显著优于在线无功监测法，而
且自动化控制的调整幅度较小。究其原因，基于连续离散化
算法的电压无功控制系统设置了无功阈值、无功设备的权重
列表，对电压数据进行有选择性地剔除，大幅简化了电压无
功控制的数据量。同时，连续离散化算法会筛选正常的电压
电压无功的自动控制：F（x）为无功控制措施的选择函
数，P 为电压无功结果，t 为无功措施。电压无功的自动控
制计算如公式（3）所示。
F x ¦ f yi , xi Pi
t
（3）
式中 ：f（yi，xi）＜ 0.1[8]，说明新能源发电网的电压无功控
制无效 [9]，无法实现电压无功的自动控制。当监测新能源发
5.5kV
92.22±1.31
8.5kV
93.32±1.15
10.5kV
91.14±1.65
遥信识别率（%） 90.33±1.23
热耗/电阻的k值 93.12±1.43
无功控制整体结果 93.42±1.42
5.5kV
79.32±2.11
8.5kV
89.21±2.32
10.5kV
83.27±6.31
遥信识别率（%） 83.22±3.52
光伏电站有功功率、无功功率自动控制系统（SPSGC-3000）
光伏电站有功功率、⽆功功率⾃动控制系统（SPSGC-3000）光伏电站有功功率、⽆功功率⾃动控制系统（SPSGC-3000）光伏电站有功功率、⽆功功率⾃动控制系统（SPSGC-3000）是国能⽇新开发的⼀款对光伏电站有功功率和⽆功功率⾃动控制的系统，系统接收调度主站定期下发的调节⽬标或当地预定的调节⽬标计算光伏电站功率需求、选择控制设备并进⾏功率分配，并将最终控制指令⾃动下达给被控制设备，最终实现光伏电站有功功率、⽆功功率、并⽹点电压的监测和控制，达到光伏电站并⽹技术要求。
1、总体设计AGC/A VC系统硬件部署结构如图所⽰，该系统部署电场安全1区，采⽤双⽹结构，系统硬件主要由智能通讯终端、AGC/A VC服务器、操作员⼯作站、交换机组成。
AGC/AVC 系统与现场升压站监控系统、逆变器监控系统、⽆功补偿装置等设备通讯获取实时运⾏信息，数据通信宜采⽤⽹络模式，也可采⽤串⼝通信模式。
并将实时数据通过电⼒调度数据⽹上传到主站系统，同时从主站接收有功/⽆功控制指令，转发给逆变器监控系统、⽆功补偿装置等进⾏远⽅调节和控制。
AGC/A VC控制系统⼀体化设计，集中组屏。
整个光伏电站的实时数据仅通过⼀套AGC/A VC控制管理终端与主站通信，完成数据采集、处理、通信、逆变器有功/⽆功⾃动控制功能。
2、基本功能能够⾃动接收调度主站系统下发的有功控制指令或调度计划曲线，根据计算的可调裕度，优化分配调节机组的有功功率，使整个电场的有功出⼒，不超过调度指令值。
具备⼈⼯设定、调度控制、预定曲线等不同的运⾏模式、具备切换功能。
正常情况下采⽤调度控制模式，异常时可按照预先形成的预定曲线进⾏控制向调度实时上传当前AGC/A VC系统投⼊状态、增⼒闭锁、减⼒闭锁状态、运⾏模式、电场⽣产数据等信息；能够对电场出⼒变化率进⾏限制，具备1分钟、10分钟调节速率设定能⼒，具备风机调节上限、调节下限、调节速率、调节时间间隔等约束条件限制，以防⽌功率变化波动较⼤时对风电机组和电⽹的影响。
PV3000光伏电站监控系统介绍
Hale Waihona Puke 公司简介 系统概述
UNT-PV3000光伏电站监控系统是保定市尤耐特电气有限公司开发的专门适用于各 种光伏电站的自动化监控系统。该系统可对光伏电站里的光伏阵列、汇流箱、逆变器、 交直流配电柜、升压变压器、高压线路微机保护等设备进行实时监测和控制，通过各种 样式的图表及数据及时有效地掌握电站的运行情况，确保太阳能光伏发电系统的可靠和 稳定运行。 UNT-PV3000光伏电站监控系统具有远动功能，能将采集的各种实时数据上传到上 级调度中心，实现少人值守、无人值班。 经过多年的工程实践，UNT-PV3000光伏电站监控系统已经广泛的应用于全国各个 并网光伏电站，在降低污染、节约能源、保护环境等方面亦将带来巨大的社会效益。
通讯管理机
装置概述
UNT-CMⅡ通讯管理机是保定市尤耐特电气有限公司针 对光伏电站自动化系统中通讯管理层而开发的通讯管理 核心单元，实现了保护测控单元及其它通讯设备与当地 监控系统和远动通讯服务器间的互连。本产品专用于实 现智能设备通讯处理功能。
系统技术指标
实时性能
交流采样：
通道
接口：RS232、RS485、TCP/IP、CANBUS。 通讯规约：MODBUS、IEC60870-5-101、 IEC60870-5-102、IEC60870-5-103、 IEC60870-5-104、部颁CDT等。
单位
套 台 套 套 台 面 台
数量
1 1 1 1 1 1 2
生产厂家
戴尔 惠普 山特 保定尤耐特 保定尤耐特 保定尤耐特 东土电信
备注
监控系统
监控软件 通讯管理机 通讯屏体及附件 以太网交换机
光伏电站功率控制系统调试与应用.
三、数据接入——站内监控数据的接入（104）
• 遥测的点表
• A、出线的遥测信息 • B、气象站信息 • C、逆变器信息
三、数据接入——站内监控数据的接入（104）
• 遥信的点表 • 逆变器运行状态
三、数据接入——站内监控数据的接入（104）
• 遥控的点表 • 逆变器遥控信息
三、数据接入——站内监控数据的接入（104）
• 站内监控数据采用PSX610G转发104规约上送到AGVC系统的方式实 现 • （1）PSX610G接收站内装置信息。
三、数据接入——站内监控数据的接入（104）
（2）配置转发点表，配置104远传通道。
三、数据接入——站内监控数据的接入（104）
• （3）预测系统配置集控站对象下的点表及远传通道。 • 数据库配置打开——工程定义——应用功能——集控站对象
一、系统架构
• 目前采取的通讯架构主要是下图
一、系统架构
光伏功率控制系统
• • • • • •
一、系统概述 二、系统架构 三、数据接入 四、参数配置 五、数据上送 六、注意事项
三、数据接入
• AGC数据接入
• 1、光伏发电单元的实时数据——光伏电站无功控制系统需采集 光伏发电单元的实时数据包括有功功率、功率因数等。 • 2、调度控制信息——光伏电站有功控制系统通过PSX610G采 集调度侧下发的有功功率指令值，并以此为目标对光伏电站进 行有功调节。 • 3、并网点运行信息——光伏电站有功控制系统通过PSX610G 采集光伏电站并网点有功功率。 • 4、实时控制数据——光伏电站有功控制系统将光伏发电单元的 有功分配指令值下发给每台光伏发电单元的通讯设备，由光伏 发电单元的通讯设备完成对单台逆变器有功的调节。
青海光伏电站功率自动控制功能调试大纲
青海并网自动控制示范工程调试大纲一、综述本调试大纲用于指导光伏并网电站有功功率自动调节（AGC）和电压无功自动调节（A VC）现场调试。
二、调试流程及组织1.由调试负责单位成立调试试验小组。
2.根据现场实际情况制定现场实际调试方案。
3.调试小组按照调试方案进行现场调试并按要求记录现场调试结果。
4.整理现场调试数据并且提交相关单位。
三、调试条件1. 光伏电站监控系统已经完成调试。
2. 逆变器已经按照AGC/A VC的接口要求整改完成。
3. SVC/SVG已经按照AGC/A VC的接口要求整改完成。
四、现场调试4.1 接口测试本部分配置的主要目的是检验工程配置是否正确，为逻辑测试奠定基础。
只有正确的输入才能得到正确的输出，所以本部分内容应认真调试，确保程序有正确的输入。
4.1.1 逆变器接口测试【测试目的】验证逆变器给AGC/A VC提供的四遥接口。
【测试方法】（1）在AGC/A VC界面查看相关的遥信、遥测数值是否正确刷新。
（2）确认AGC/A VC下发的遥控、遥调命令正确的下发到对应的装置，并且遥控命令的动作、遥调命令的数值正确无误。
（3）必须所有四遥点逐个验证，确保所有输入输出配置正确无误。
【测试内容】逆变器提供的AGC/A VC接口表名称范围量纲说明当前工作点设值[经济运行工作点下限~经济运行工作点上限] MW 遥调AGC接口当前工作点同上MW 遥测，和“当前工作点设值”配套。
其含义是允许逆变器输出的最大功率上限值，在特定的光照条件下，若逆变器最大有功输出能力大于该值，则需要自动限制输出；若逆变器最大有功输出能力小于该值，则满发AGC接口启停状态控制遥控AGC接口启停状态遥信，和“启停状态控制”配套AGC接口无功功率设值逆变器最低限度有功功率满发的情况下，仍至少具备无功功率在[-0.3122*P N ~0.3122P N]内自由调节的能力（0.95功率因数）；最好能做到有功功率满发的情况下[-0.4359*P N ~0.4359P N]内自由调节的能力（0.9功率因数）kVar 遥调A VC接口正表示向系统注入无功负表示从系统吸收无功无功功率同上kVar 遥测，和“无功功率设值”配套A VC接口逆变器输出无功功率实时值正表示向系统注入无功负表示从系统吸收无功闭锁并网自动控制总信号闭锁信号为1，则闭锁对逆变器的AGC/A VC自动调节有功功率kW 逆变器输出有功功率实时值机端电压V4.1.2 SVC/SVG接口测试【测试目的】验证SVC/SVG给AGC/A VC提供的四遥接口。
基于灵敏度分析的新能源电站无功电压自动控制方法
基于灵敏度分析的新能源电站无功电压自动控制方法
魏志星;施江
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2022()10
【摘要】无功电压的大小会直接影响电网中电能的利用效率,因此有必要开展无功电压自动控制研究。
随着新能源技术的快速发展,我国电力系统越来越向智能化、
数字化、网联化方向发展。
无功控制作为新能源发电的重要组成部分,是防止电网
过负荷和电压升高的有效措施,也是实现大规模新能源应用的基础。
结合新能源电
站无功原理与控制策略,提出了新型高效无功电压自动智能控制器结构及灵敏度分
析方法,以及基于逻辑判断、灵敏度计算等算法进行参数分析与参数优化的无功控
制策略体系。
结果表明:采用智能化控制后,系统运行可靠性得到明显提高;采用基于逻辑判断、灵敏度计算模式可提高电压源故障检测精度;系统响应速度快,输出信息准确;可以实现大范围、长时间运行过程中的全过程自动动态调节、故障快速切除。
【总页数】4页(P148-151)
【作者】魏志星;施江
【作者单位】南京南瑞继保电气有限公司;中天合创能源有限公司化工分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM714.3
【相关文献】
1.实现变电站无功与电压自动控制的新方法
2.基于ANN无功预测和优化策略相结合的变电站电压和无功综合自动控制
3.结合灵敏度分析的变电站电压无功控制策略
4.基于ANN无功预测和优化策略相结合的变电站电压和无功综合自动控制
5.基于灵敏度分析与最优潮流的电网无功/电压考核方法
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光伏功率预测系统SPSF-3000
光伏功率预测系统SPSF-3000光伏功率预测系统(SPSF-3000) “光伏功率预测系统(SPSF-3000)”是国能日新独立开发的国内第一款光伏并网电站负荷预测系统。
系统具备高精度数值天气预报功能、光伏信号数值净化、高性能时空模式分类器、网络化实时通信、通用电力信息数据接口、神经网络模型等高科技模块;可以准确预报太阳能并网电站未来168小时负荷——时间曲线。
系统平均预测精度超过85%，完全可以达到电网对太阳能并网电站电力负荷输出的调度要求。
1、总体设计本系统包括硬件终端设施与国能日新自主研发的光伏功率预测软件系统。
通过采集数值气象预报数据、实时气象站数据、实时输出功率数据、逆变机组状态等数据，完成对光伏电站的短期功率预测、超短期功率预测工作，并按电网要求上传到调度侧功率预测系统。
根据光伏电站以及并网电网公司具体要求，光伏功率预测系统部署在安全II 区，部署如下:气象服务器通过接收高精度数值气象预报进行存储、分析、计算，通过反向隔离器传送至安全II区功率预测服务器，功率预测服务器通过接收光伏电站逆变器监控系统和气象站数据，进行核心处理计算。
待计算的功率预测结果通过电站调度数据专用网传至电网侧调度中心，同时通过PC工作站方便的查看系统的运行状态及界面展示。
2、系统功能光伏功率预测系统采用B/S模式，用户登录系统不需要安装其它软件，在系统所在网段任何一台电脑的浏览器上输入功率预测系统的链接，便可以进入系统的登陆界面。
所有操作必须在用户成功登陆并授权的情况下进行。
系统功能如下: 1)实时监控:预测信息、实时信息、气象信息、状态监控;2)曲线展示:功率及气象的历史曲线展示、预测曲线展示;3)上报管理:功率上报管理、气象上报管理;4)发电计划:发电计划管理(日前、实时);5)统计分析:完整性、频率分布、功率误差、辐照度误差、事件、电量; 6)数据报表:功率预测、实际发电、发电申报、辐照度统计(日、月); 7)系统设置:开机容量、限电、故障、检修设置;8)用户管理:浏览员、操作员、管理员;9)系统诊断:实时对系统的运行状况进行分析统计。
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光伏电站有功功率、无功功率自动控制系统（SPSGC-3000）
光伏电站有功功率、无功功率自动控制系统（SPSGC-3000）是国能日新开发的一款对光伏电站有功功率和无功功率自动控制的系统，系统接收调度主站定期下发的调节目标或当地预定的调节目标计算光伏电站功率需求、选择控制设备并进行功率分配，并将最终控制指令自动下达给被控制设备，最终实现光伏电站有功功率、无功功率、并网点电压的监测和控制，达到光伏电站并网技术要求。
1、总体设计
AGC/A VC系统硬件部署结构如图所示，该系统部署电场安全1区，采用双网结构，系统硬件主要由智能通讯终端、AGC/A VC服务器、操作员工作站、交换机组成。
AGC/AVC 系统与现场升压站监控系统、逆变器监控系统、无功补偿装置等设备通讯获取实时运行信息，数据通信宜采用网络模式，也可采用串口通信模式。
并将实时数据通过电力调度数据网上传到主站系统，同时从主站接收有功/无功控制指令，转发给逆变器监控系统、无功补偿装置等进行远方调节和控制。
AGC/A VC控制系统一体化设计，集中组屏。
整个光伏电站的实时数据仅通过一套AGC/A VC控制管理终端与主站通信，完成数据采集、处理、通信、逆变器有功/无功自动控制功能。
2、基本功能
能够自动接收调度主站系统下发的有功控制指令或调度计划曲线，根据计算的可调裕
度，优化分配调节机组的有功功率，使整个电场的有功出力，不超过调度指令值。
具备人工设定、调度控制、预定曲线等不同的运行模式、具备切换功能。
正常情况下采用调度控制模式，异常时可按照预先形成的预定曲线进行控制向调度实时上传当前AGC/A VC系统投入状态、增力闭锁、减力闭锁状态、运行模式、电场生产数据等信息；
能够对电场出力变化率进行限制，具备1分钟、10分钟调节速率设定能力，具备风机调节上限、调节下限、调节速率、调节时间间隔等约束条件限制，以防止功率变化波动较大时对风电机组和电网的影响。
精确获取调节裕度、控制策略算法合理、保障风电机组少调、微调。
为了保证在事故情况下电场具备快速调节能力，对电场动态无功补偿装置预留一定的调节容量，即电场额定运行时功率因数0.97（超前）～0.97（滞后）所确定的无功功率容量范围。
电场的无功电压控制考虑了电场动态无功补偿装置与其他无功源的协调置换。
能够对电场无功调节变化率进行限制，具备风电机组、无功补偿装置调节上限、调节下限、调节速率、调节时间间隔等约束条件限制、具备主变压器分接头单次调节档位数、调节范围及调节时间间隔约束限制。
3、系统特点
1) 信息安全性高，满足《电力二次系统安全防护规定》、《光伏电站接入电网技术规定》等相关要求；
2) 引入空气动力模分析及全景网络化分析、保证机组少调、微调诉求；
3) 装置为低功耗、无旋转部件的嵌入式设备、EMC性能指标、LINUX系统，支持双网双机热备；
4) 数据采集实时性强、具有数据异常处理、归档压缩功能；
5) 系统支持多种通讯规约（IEC101/102/103/104,ModbusTcp,CSC-2000等），可扩展性好，自动化程度高；
6) 具有人性化展示界面。