光伏電站有功功率控制策略分析

摘 要：對(duì)光伏電站有功功率進(jìn)行控制對(duì)提高太陽能資源的利用效率，保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性具有極為重要的影響作用。文中對(duì)光伏電站有功功率控制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，然后對(duì)光伏電站有功功率的控制策略進(jìn)行了深入分析，為提升光伏電站有功功率的控制水平提供科學(xué)有效的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光伏電站；有功功率控制

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 18-0000-01

當(dāng)前，在電網(wǎng)的正常運(yùn)行中，由于接入的光伏電站的裝機(jī)容量不斷增多，而作為光伏電站主要能源的太陽光照資源，又具有一定的間歇性和波動(dòng)性，這就使因?yàn)楣夥娬据敵龉β蕰?huì)產(chǎn)生波動(dòng)而對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響也變得越來越嚴(yán)重，在一定程度上影響了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，為了能夠有效降低或者是避免該問題的出現(xiàn)，在電網(wǎng)正常運(yùn)行的過程中，對(duì)光伏電站接入電網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，對(duì)光伏電站有功功率的控制也提出了新的、更加合理的要求。為了能夠有效提升光伏電站有功功率的控制能力和工作效率，接下來，本文就將對(duì)光伏電站有功功率的控制策略進(jìn)行詳細(xì)的分析。

一、光伏電站有功功率控制的研究現(xiàn)狀

雖然太陽能是當(dāng)前比較受關(guān)注的綠色能源，也是未來會(huì)對(duì)人類社會(huì)文明的進(jìn)步造成深遠(yuǎn)的影響的主要能源，但是，就目前而言，光伏發(fā)電技術(shù)不成熟還是比較嚴(yán)重的一個(gè)問題。因此，在對(duì)光伏電站的研究中，研究人員的主要研究精力也都放在如果提升光伏發(fā)電技術(shù)，提高光伏發(fā)電效率上，希望能夠通過該方法來有效解決當(dāng)前光伏電站普遍存在的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本高，但是發(fā)電效率卻有限的主要問題。而對(duì)于光伏電站有功功率的控制問題，卻沒有引起足夠重視，因而導(dǎo)致光伏電站輸出功率不穩(wěn)定，這依然是當(dāng)期接入光伏電站的電網(wǎng)運(yùn)行過程中存在的重點(diǎn)問題之一，影響著電網(wǎng)的正常運(yùn)行。與光伏電站有功功率控制情況不同，同為新能源之一的風(fēng)力發(fā)電，其對(duì)有功功率控制的研究就極為重視，尤其是近幾年來，其更是取得了實(shí)質(zhì)性的發(fā)展，成功通過發(fā)電單元的輸出功率進(jìn)行控制，并通過整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電單元的協(xié)調(diào)控制等方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)有功功率的有效控制，避免了其因?yàn)檩敵龉β什环€(wěn)定而對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響[1]。

因此，為了能夠加強(qiáng)對(duì)光伏電站有功功率的控制，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，相關(guān)研究人員應(yīng)該在對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行研究的同時(shí)，對(duì)光伏電站的有功功率控制進(jìn)行研究。而研究的最好方式，就是以同為新能源，但是有功功率控制措施更全面，控制水平更高的風(fēng)力發(fā)電站的控制方式為參考，在充分借鑒風(fēng)力發(fā)電站的有功功率控制方式的基礎(chǔ)上，有效結(jié)合光伏發(fā)電的自身特性，對(duì)光伏電站的有功功率控制策略進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，進(jìn)而達(dá)到保證光伏電站功率輸出穩(wěn)定的最終目的。

二、光伏電站有功功率的控制策略

在光伏電站接入電網(wǎng)之后，電網(wǎng)要保證正常運(yùn)行，光伏電站就要根據(jù)電網(wǎng)不同的調(diào)度指令選擇不同的控制策略，而當(dāng)前，相關(guān)研究人員通過總結(jié)和分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)光伏電站有功功率控制效果最為顯著且最常用的控制策略主要有三種，一種是限值模式控制策略，一種是調(diào)整模式控制策略以及斜率控制模式策略。

（一）限制模式控制策略

在利用限制模式控制策略對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行控制的過程中，整個(gè)光伏電站的有功功率控制系統(tǒng)就應(yīng)該在光伏電站輸出功率的預(yù)設(shè)值或者是電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的限制值之內(nèi)，也就意味著在電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)會(huì)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需求對(duì)功率進(jìn)行限制，而光伏電站的輸出功率，也要滿足電網(wǎng)正常運(yùn)行的需求，將輸出功率控制在電網(wǎng)功率的限制范圍內(nèi)。通常情況下，該限制值的制定，是電網(wǎng)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)在通過對(duì)該地區(qū)內(nèi)的所有的發(fā)電廠的發(fā)電能力進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)之后，根據(jù)各發(fā)電廠的具體發(fā)電水平制定相應(yīng)的限制值，然后通過對(duì)各發(fā)電廠的輸出功率進(jìn)行制定，保證各發(fā)電廠的輸出功率能夠得到有效控制，不會(huì)存在波動(dòng)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響。

而在以往利用該種控制方式對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行控制的過程中發(fā)現(xiàn)，如果光伏電站的最大發(fā)電輸出功率小于電網(wǎng)運(yùn)行需要設(shè)定的限制值，光伏電站則需要按照電站本身的最大輸出功率進(jìn)行輸出；而如果光伏電站的最大發(fā)電輸出功率大于電網(wǎng)運(yùn)行需要設(shè)定的限制值，光伏電站則需要按照電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)定的輸出功率的限制值進(jìn)行輸出，只有采用這種方式，才能夠保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，不會(huì)受到光伏電站功率不穩(wěn)定的影響[2]。

（二）調(diào)整模式控制策略

調(diào)整模式控制策略指的是當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過程中，由于電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)頻率異常，需要對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行調(diào)整控制，降低其發(fā)電輸出功率以促使電網(wǎng)的頻率能夠盡快恢復(fù)正常，進(jìn)而降低其對(duì)用戶的影響。通常情況下，在對(duì)光伏電站有功功率進(jìn)行控制的過程中，極少會(huì)用到調(diào)整模式控制策略。另外，在利用該控制策略對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行控制的過程中，其輸出功率控制應(yīng)與限制模式相同，如果光伏電站的最大發(fā)電輸出功率小于限制值，則需要按照電站本身的最大輸出功率進(jìn)行輸出；而如果光伏電站的最大發(fā)電輸出功率大于限制值，光伏電站則需要按照電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)定的輸出功率的限制值進(jìn)行輸出。

（三）斜率控制策略

斜率控制模式指的是根據(jù)光伏電站的有功功率的變化率進(jìn)行限制，使其達(dá)到控制其輸出功率的目的。在利用該控制策略對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行控制的過程中，要對(duì)光伏電站的輸出功率的變化情況進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證其在每個(gè)周期的變化都在設(shè)定的斜率之內(nèi)。同時(shí)，在利用斜率控制策略對(duì)光伏電站進(jìn)行控制的過程中，還要確保光伏電站能夠按照最大可發(fā)電功率進(jìn)行發(fā)電，這樣，才能夠通過斜率控制策略對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行有效控制，縮小其輸出功率的變化幅度。但是，利用該控制策略對(duì)光伏電站有功功率進(jìn)行控制還存在一定弊端，如果光伏電站因?yàn)槭艿教柲芄庹召Y源的間歇性的影響，導(dǎo)致光伏電站發(fā)電功率急劇下降，那么利用該控制策略就無法對(duì)其進(jìn)行有效控制。

三、結(jié)束語

光伏發(fā)電雖然在當(dāng)前應(yīng)用的還不是很廣泛，其發(fā)電技術(shù)也不是很成熟，但是由于該類資源的特殊性，在將來光伏發(fā)電一定會(huì)成為主要的發(fā)電方式。因此，為了保證光伏發(fā)電和接入光伏電站的電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，除了要不斷提高光伏發(fā)電技術(shù)之外，還要對(duì)光伏電站的有功功率進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免其受到太陽資源間歇性和波動(dòng)性的影響，保證光伏電站輸出功率的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭玉利.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用綜述[J].河南科技，2012（12）.

[2]程彩艷.光伏發(fā)電有功自動(dòng)控制技術(shù)[J].寧夏電力，2012（02）.