曾师武
联合光伏（深圳）有限公司
一：摘要
在电力系统中，因电能无法大规模存储，系统功率是一个随着负荷变化而变化的值，每时每刻，电力系统的发电功率和用电功率需保持平衡。发电功率和用电功率的不平衡会导致电力系统频率或者电压的波动，对用电设备造成危害甚至损坏用电设备，严重时影响电力系统的安全稳定运行。随着电力系统自动化控制技术的发展，有功功率自动控制系统（AGC）在电力系统中应用广泛，该系统能动态控制发电有功功率与用电有功功率平衡，是电力系统安全，经济稳定运行的重要保障之一。本文研究了一种提高光伏电站有功功率自动控制系统（AGC）控制精度的方法。
二：光伏电站有功功率自动控制系统（AGC）控制模式
光伏电站正常运行时，电站接收调度主站AGC系统下达的有功功率指令，电站AGC系统将功率指令分配至光伏区各发电单元通信管理机，再由各发电单元通信管理机分配给各区的逆变器设备，同时电站AGC系统实时取得电站的发电有功功率，进行闭环控制，保证电站输出功率与调度主站功率指令一致。
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三：逆变器直流侧装机容量不平衡时出现的控制精度问题
在很多光伏电站中，存在部分逆变器直流侧装机容量不平衡的情况。在限电的情况下，电站实际有功功率往往与调度AGC有功指令出现偏差。如图某一50MW山地光伏电站运行中发现：电网有功指令为35.70MW，而电站实际有功功率为34.76MW。差值0.94MW。
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四：原因分析
该电站采用组串式逆变器，因地形原因，部分发电单元的逆变器直流侧组串未接满，且电站有多种不同功率的组件，存在较多同型号逆变器的直流侧装机容量不同。
在AGC系统调试过程中，需根据每个发电单元直流侧实际装机容量进行参数设置。电站AGC系统接收到调度主站AGC系统功率指令后，电站AGC系统会根据已设置装机容量的参数分配每个发电单元的有功功率指令。该功率指令传输至每一个发电单元的通信管理机。发电单元通信管理机再根据本区逆变器数量和型号进行分配每个逆变器的功率任务。但是发电单元通信管理机不能根据每台逆变器直流侧装机容量进行设置。这样会导致直流侧装机容量不同的同型号逆变器分配到了同样的功率任务，如因组串未接满或因直流侧组件装机容量低的逆变器，实际很有可能无法完成发电单元层通信管理机给它分配的功率指令。即因同型号的逆变器直流侧装机容量不同，而发电单元层通信管理机将同型号的逆变器功率均分后导致这些装机容量低的逆变器无法完成功率任务，进而导致功率控制精度不达标。
五、解决办法
1、方法一：通过设置不平衡调节系数把丢失的功率找回来。
因问题出在发电单元层的通信管理机环节，我们把因逆变器直流侧装机容量不平衡导致发电单元通信管理机分配功率时所丢失的功率重新二次分配给该发电单元。拟对发电单元层的通信管理机接收到功率后乘以一个固定的修正系数，定义该系数为不平衡调节系数λ（≥1）。此系数适用于大多数逆变器直流侧容量一致，只有少量逆变器直流侧容量不同的情况，如每个发单单元的组串逆变器的直流侧装机容量都差异较大，则需通过实际AGC调试过程中对不平衡调节系数λ进行一定比例的调节，直至站内功率控制精度达到要求为止：
定义某发电单元的直流侧装置总容量为：P装机
定义某发电单元逆变器基准的直流侧容量：P基准
定义某发电单元每个逆变器直流侧实际容量：Pn
定义发电单元不平衡容量为：P不平衡容量=∑(|Pn-P基准|） n=1,2,3…n。
不平衡调节系数λ=1+ P不平衡容量/ P装机
2、方法二：通知发电单元层的通信管理机厂家对设备进行软硬件升级。
要求光伏发单单元的通信管理机厂家对设备软硬件升级，升级后设备可对逆变器的直流侧装机容量参数设置，并能根据设置的参数下达功率对应的指令。因涉及发电单元层通信管理机的逻辑计算及与站控层AGC系统匹配问题，设备可能需要同时进行硬件及软件升级。
六、问题解决效果及建议
通过设置不平衡调节系数λ，经电站运行验证，效果较好。详见某50MW光伏电站AGC功率控制监视界面，调度有功指令为27.77MW，实际有功出力27.76MW。有效的提高了有功功率自动控制系统（AGC）控制精度，减少了电量损失，提高了电站的发电量和经济效益。
建议：为了提高光伏电站的发电效率及限电下的有功功率自动控制系统精度，在项目建设及设计时在同一个发电单元尽量使用同一种功率的组件，每个发电单元的逆变器直流侧装机容量尽量一致。
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参考文献：
《光伏电站接入电网技术规定》
《电力二次系统安全防护规定》
《汤海宁,朱守让,王伟.光伏电站并网有功功率控制策略的 设计与实现[J].电网与清洁能源,2015,31(8):75~79》
《Q-GDW1999-2013 光伏发电站并网验收规范》
《GBT50796-2012-光伏发电工程验收》