適應新能源并網的自動發電控制技術分析

摘 要：隨著新能源應用技術的提高，光伏和風電等新能源的并網容量在逐年提高，對傳統的電力系統造成了較大的沖擊，也為傳統電力系統和能源變革帶來了新的機遇。本文主要側重于分析新能源并網后，系統的自動發電控制系統的具體控制方法和控制原理，并介紹了相關的應用情況。

關鍵詞：新能源并網;自動發電;控制技術

電力系統的負荷根據用電的實際情況在不斷變化，故獨立的電力系統必須滿足電能的供需平衡，維護系統頻率在合理范圍之內，保證控制系統內部具有合格的電能質量。為了保證電力系統的功率能夠做到實時平衡，需要通過自動發電控制系統，實現發電機組的出力隨著負荷的變化而變化，以達到電力系統安全穩定運行的目的[1]。隨著電網中新能源并網的容量逐漸擴大，電力系統中的不確定因素也越來越來，對自動發電控制系統的挑戰也越來越大，本文詳細分析了自動發電控制系統的實現過程和實現原理。

1 自動發電控制技術

1.1 自動發電的實現原理

自動發電控制系統（AGC）需要實時掌握和采集電力系統中的運行數據，包括實時的負荷曲線、發電曲線和電網絡的情況。在日前發電計劃的制定中，需要提前掌握系統的日前負荷預測曲線。在自動發電控制系統中，需要借助計算機技術、通信技術和自動化控制技術，對整個發電控制過程實現閉環管理和控制，同時能夠準確執行調度控制中心發下的發電機組調度控制指令，對發電機組的出力情況進行準確的控制。

自動發電控制的實現，需要通過改變發電機組的轉速，來調整發電機組的出力，具體而言可以分為一次調頻、二次調頻和三次調頻。在不同的調頻中，發電機組采用的調節手段也有所不同，一次調頻主要是依靠發電機組中的調速器加以實現，控制的時間尺度也相對較短，也稱為有差調頻。在二次調頻中，則時間尺度有所延長，可以控制幾分鐘至十幾分鐘的負荷變化，同時可以做到無差調頻。在三次調頻中，則涉及到對并網的各發電機組按照某個規則分配具體的發電任務，保證系統的運行的最優化，可以控制半個小時及以上的負荷變化。上訴介紹的各次調頻，在發電機組的實際運行中都具有重要的應用。

1.2 AGC控制系統的實際應用

AGC控制系統在目前的電網中具有重要的應用，尤其是在目前新能源并網容量擴大的背景下。由于風電較光伏相比，不確定性更大，故當有風電場并網時，需要對自動發電控制系統要求較高，只有配置了自動發電控制系統的風電場，才可以允許其并入大電網中[2]。而光伏出力特性則相對較為穩定，不會像風電那樣出現明顯的尖點，或者出現鋸齒狀的出力曲線，可以根據實際情況選擇是否加裝自動發電控制系統，一般在裝機容量較大的光伏電站，也需要配置自動發電控制系統，保證電網運行的穩定性。

2 自動發電控制與新能源并網后的系統穩定性

2.1 產生系統穩定性影響的原因

發電機組的自動發電控制系統對電力系統的穩定性具有重要的影響。電力系統的功率平衡是電力系統穩定的，而系統要保證功率平衡，必須采用自動發電控制系統。尤其是當地區電網中接入了新能源之后，自動發電控制系統將發揮更加重要的作用[3]。因為新能源的發電出力是具有隨機性和波動性，根據風速或太陽光照強度的變化而實時變化，故需要采用自動發電控制系統跟隨新能源發電機組出力的變化，這樣可以平衡電力系統中電源側和負荷側之間的波動。

新能源有功控制系統需要采集電力系統中各個不同的斷面上的運行數據信息，并對這些數據信息進行監控，根據日期預測的負荷曲線、風電或者光伏的出力曲線，以及常規發電機組的出力預測曲線等，進行全網的功率平衡計算，根據實際需要，對全網中的光伏或風電出力進行智能化控制。一般當并網的風電或光伏的容量較大時，需要常規發電機組騰出更多的發電空間給新能源，以降低新能源的棄風或棄光電量，提高新能源發發電企業的經濟效益，同時也能夠做到最大程度上利用新能源的目的。

2.2 控制系統穩定性的應用

在實際應用中，AGC的控制對象是電廠控制器，通過調度主站下發具體的自動發電控制命令，電廠中的控制器接收到控制指令之后，就可以對發電機組的出力進行調節。在調節發電機組有功功率的同時，也需要對發電機組的無功功率進行同步調節，保證發電機組的安全并網運行。電網調度員也需要掌握AGC系統中的數據的變化情況，從而迅速、準確地做出決策。若電網中只有常規機組并網，由于常規火電、水電等機組的出力較為穩定，AGC控制系統的調節壓力較小，但為應對負荷的波動，一次調頻依然較為頻繁，自動發電控制技術是保證電力系統中電源側和負荷側功率平衡不可缺少的關鍵技術，對保證電力系統的安全可靠運行具有重要作用。

3 結論

新能源發電是今后電力系統中的重要發電形式，應該對新能源發電技術進行應用和創新，提高電力系統運行的安全性。在必要的場合中，可以對常規發電機組進行靈活性改造、建設抽水蓄能電站或者建設儲能電站等，提高新能源并網運行的穩定性，同時降低系統中的功率平衡調節壓力，提高系統運行的經濟性。

參考文獻：

[1]李舟.新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢[J].科技視界，2017（2）：269.

[2]姜卓.新能源并網下的自動發電控制系統研究[D].華北電力大學（北京），2017.

[3]李曉晶，陳新，吳國棟，等.新能源并網電壓閃變的自相關EMD檢測方法研究[J].電子測量技術，2019（11）：70-74.

作者簡介：王新星（1987-），男，漢族，江蘇南通如東人，本科，助理工程師，目前從事電氣自動化設備調試工作。