光伏電站集群協(xié)調(diào)控制與監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、光伏發(fā)電技術(shù)由來已久，它利用光生伏特效應(yīng)將太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能。近年來，由于工業(yè)發(fā)展帶來了大量化石燃料燃燒，自然環(huán)境遭受了巨大的破壞，光伏發(fā)電這一清潔能源逐漸被人們關(guān)注和重視。然而，光伏發(fā)電技術(shù)也有其自身難以克服的缺陷:功率輸出的波動性難以控制，從而造成了光電在普及上的困難?，F(xiàn)今，對此問題普遍的做法和研究方向是利用蓄電池或者超級電容器等儲能元件的充放電來緩解光伏發(fā)電輸出波動。但受限于儲能設(shè)備本身特點仍然難以大規(guī)模應(yīng)用，同時還應(yīng)看到，目前光

2、伏功率預(yù)測準(zhǔn)確率較低，使用儲能難以實現(xiàn)較大功率缺額的填補。
　　為了將更多光伏電站納入電網(wǎng)，本文研究了一種基于光伏電站集群協(xié)調(diào)控制的方法，通過大片區(qū)域中多個光伏電站的配合實現(xiàn)總體輸出功率上的穩(wěn)定。這種方法的核心思想是:(1)將區(qū)域中光伏電站組織在一起，作為集群進行整體協(xié)調(diào)控制。(2)集群中每個子電站在光伏發(fā)電時留出必要的功率調(diào)節(jié)能力，用以平衡其他子站可能出現(xiàn)的較大功率缺額。(3)通過監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化升級實現(xiàn)光伏設(shè)備以及電站之間廣泛的

3、互操作性。
　　本文首先對光伏發(fā)電的基礎(chǔ)理論和基本設(shè)備進行了分析，分別研究了光伏發(fā)電在不同環(huán)境條件下的伏安特性曲線，分析了直流調(diào)壓裝置、逆變設(shè)備以及儲能設(shè)備的控制原理。其次著重對光伏電站應(yīng)用的各種控制方法進行了研究，這些控制包括最大功率跟蹤控制、差值控制、逆變器的有功無功恒功率的并網(wǎng)控制、用以實現(xiàn)短時平抑波動的儲能控制。接著，為了實現(xiàn)集群協(xié)調(diào)控制，本文考慮集中式和分布式兩種協(xié)調(diào)方式。集中式協(xié)調(diào)是將所有子站信息匯總，將儲能輸出最小作

4、為目標(biāo)，在儲能容量以及滿足計劃發(fā)電約束條件下優(yōu)化求解。分布式控制則通過集群中光伏子站相互通信，通過子站上運行分布式控制協(xié)議使其運行時相互配合，使可輸出功率較大的子站彌補因受環(huán)境影響無法完成預(yù)定出力的子站。最后，本文針對集群控制的要求研究了數(shù)字化光伏電站集群監(jiān)控系統(tǒng)。為了實現(xiàn)更為廣泛的兼容性，主要針對發(fā)電設(shè)備數(shù)字化和監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)字化設(shè)備操作進行了研究。
　　全文較為系統(tǒng)的分析了光伏電站實際工作時運用的控制策略和算法，提出了一種光伏電