本發(fā)明屬于高原供電，尤其涉及一種高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、我國地域遼闊，東西經(jīng)度跨度大，在我國西北部地區(qū)，太陽能資源條件優(yōu)越，適宜建設(shè)大型太陽能利用項目。但是不可忽視的是，西北地區(qū)為高原地區(qū)，人員稀薄，且目前的電網(wǎng)系統(tǒng)在西北地區(qū)處于電力系統(tǒng)的末端且不穩(wěn)定，在某些特殊條件之下，電力系統(tǒng)末端容易不穩(wěn)定，電壓或者頻率容易產(chǎn)生較大波動。極端情況下，如果與國網(wǎng)脫離并且光伏或者光熱發(fā)電又不穩(wěn)定的情況下，高原能源電站將無法滿足負荷的用電需求，導(dǎo)致能源電站崩潰。

2、扎布耶鹽湖提鋰項目，地處高原、位置偏僻、化石能源成本高、電網(wǎng)支撐薄弱。碳酸鋰加工廠的負荷相對比較穩(wěn)定，安全風險較小，停電損失可控。因此，利用當?shù)刎S富的太陽能資源，構(gòu)建以新能源為基礎(chǔ)的獨立電網(wǎng)為碳酸鋰加工廠供電，在經(jīng)濟上是合理的選擇。扎布耶鹽湖所在地光照充足、土地資源豐富，適合建立“光熱+光伏+儲能”供能系統(tǒng)，傳統(tǒng)的發(fā)電方式難以快速適應(yīng)這種寒冷干燥的高原氣候?變化，但此前缺乏對包含光伏發(fā)電系統(tǒng)的高原能源電站的控制方案對有功和無功功率進行精確控制，受天氣條件影響較大，具有明顯的波動性和間歇性，容易導(dǎo)致電網(wǎng)運行不穩(wěn)定。

3、因此，有必要提出一種高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法及裝置，解決光伏系統(tǒng)在接入電網(wǎng)時如何實現(xiàn)高效、穩(wěn)定和可控的運行，特別是在恒功率模式下的自動發(fā)電控制（agc）和自動電壓控制（avc）。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法及裝置，通過調(diào)度主站與光伏快功裝置之間的緊密配合，實現(xiàn)了對光伏系統(tǒng)的實時監(jiān)控和精確控制，從而提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2、本發(fā)明提供了一種高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法，應(yīng)用于高原孤網(wǎng)能源站，高原孤網(wǎng)能源站包括調(diào)度主站和光伏系統(tǒng)，

3、所述光伏快功裝置，配載有光伏快功裝置，用于通過實時采集光伏系統(tǒng)的目標數(shù)據(jù)，根據(jù)目標數(shù)據(jù)以及調(diào)度主站發(fā)出的控制指令進行功率控制和調(diào)節(jié)；

4、所述調(diào)度主站，用于配置光伏系統(tǒng)的控制策略、接收并處理光伏快功裝置上傳的數(shù)據(jù)，向光伏快功裝置發(fā)送控制指令；

5、其中，控制方法包括如下步驟：

6、對系統(tǒng)初始化并配置；

7、啟動光伏快功裝置執(zhí)行光伏站有功控制和光伏站電壓控制；

8、在光伏跟網(wǎng)運行狀況下，根據(jù)預(yù)設(shè)控制模式運行調(diào)度主站的控制策略。

9、作為優(yōu)選的，所述對系統(tǒng)初始化并配置包括：

10、配置光伏快功裝置的目標參數(shù)，所述目標參數(shù)包括通信端口、采集周期和調(diào)節(jié)裕量；

11、在調(diào)度主站中配置光伏系統(tǒng)的控制策略，所述控制策略包括mppt模式、恒功率模式、ragc實時二次調(diào)頻和ravc實時二次調(diào)壓；

12、將光伏標桿機組配置到調(diào)度主站，并選擇對應(yīng)的箱變作為標桿機組，通過光伏標桿機組自身功能，計算光伏實時可發(fā)最大功率，并根據(jù)電網(wǎng)需求進行調(diào)度。

13、作為優(yōu)選的，所述光伏站有功控制包括：

14、所述光伏站有功控制包括如下步驟：

15、啟動后監(jiān)視通信端口是否有新的光伏站有功功率總指令；

16、按照預(yù)設(shè)周期同步采集并計算得到當前光伏站總有功功率，計算有功功率總指令與光伏站總當前功率的偏差△p；

17、獲取當前頻率并計算當前頻率與預(yù)設(shè)頻率閾值的偏差，根據(jù)偏差求取應(yīng)補償?shù)囊淮握{(diào)頻功率k△f，其中，功率控制偏差△pc=△p+k△f，k為一次調(diào)頻功率補償系數(shù)，△f為頻率偏差；

18、將功率控制偏差△pc按照各光伏pcs的調(diào)節(jié)裕量分配到各光伏pcs，得到每個pcs需要調(diào)整的功率量，即修正功率；

19、根據(jù)各光伏逆變器的當前功率以及計算得到的修正功率，得到該逆變器的新的功率指令，形成組播控制指令；

20、采用組播或者廣播的模式將控制指令下發(fā)到光伏逆變器。

21、作為優(yōu)選的，所述光伏站電壓控制包括：

22、以并網(wǎng)母線電壓為控制目標，根據(jù)電壓的偏移和系統(tǒng)阻抗計算需要的無功調(diào)節(jié)量；

23、根據(jù)逆變器和就地無功補償裝置的調(diào)節(jié)容量裕度分配無功調(diào)節(jié)量；

24、計算各光伏逆變器和無功補償設(shè)備的目標無功，形成無功組播控制指令；

25、采用組播或者廣播的模式將控制指令下發(fā)到光伏逆變器或者無功補償設(shè)備。

26、作為優(yōu)選的，所述在光伏跟網(wǎng)運行狀況下，根據(jù)預(yù)設(shè)控制模式運行調(diào)度主站的控制策略包括：

27、當光伏有功控制投入mppt模式時，光伏快功裝置不再限制光伏逆變器的有功功率，將光伏逆變器的有功功率目標值設(shè)定為額定功率，使光伏有功功率最大的輸出；

28、當光伏有功控制投入mttp模式時，對應(yīng)的無功控制投入到恒功率因數(shù)模式，當前的無功功率仍根據(jù)光伏快功的指令運行，通過調(diào)度主站投入到恒功率因數(shù)運行，并設(shè)定功率因數(shù)目標值；其中，光伏快功根據(jù)功率因數(shù)目標值調(diào)整無功指令；

29、當光伏有功控制投入恒功率模式時，光伏快功裝置接收調(diào)度主站的有功控制指令和無功控制指令，同時快功投入頻率和電壓的下垂功能，根據(jù)實時頻率和電壓的變化生成有功和無功的偏差指令，與主站功率指令疊加后分配發(fā)送至光伏逆變器，使光伏系統(tǒng)的有功功率輸出和無功功率輸出滿足電網(wǎng)的實時調(diào)節(jié)；

30、其中，所述預(yù)設(shè)控制模式包括mppt模式和恒功率控制模式。

31、作為優(yōu)選的，當光伏有功控制投入恒功率模式時，通過實時檢測系統(tǒng)頻率和電壓，通過有功-頻率下垂控制來輔助調(diào)節(jié)發(fā)電有功功率；當系統(tǒng)頻率下降時，光伏系統(tǒng)增加有功輸出；當系統(tǒng)頻率上升時，光伏系統(tǒng)減小有功輸出，從而實現(xiàn)一次調(diào)頻功能；

32、通過無功-電壓下垂控制來輔助調(diào)節(jié)發(fā)電無功功率；當系統(tǒng)電壓下降時，光伏系統(tǒng)發(fā)出無功功率；當系統(tǒng)電壓上升時，光伏系統(tǒng)減小發(fā)出的無功功率或吸收無功功率，從而實現(xiàn)一次調(diào)壓功能；

33、將調(diào)度主站的功率指令與下垂控制的指令疊加后，將目標值平均分配至光伏除標桿機組外的在運行逆變器。

34、作為優(yōu)選的，當光伏有功控制投入恒功率模式時，投入調(diào)度主站調(diào)度層的ragc實時二次調(diào)頻和ravc實時二次調(diào)壓策略，結(jié)合光功率預(yù)測數(shù)據(jù)，根據(jù)功率分配，生成光伏系統(tǒng)的有功功率指令和無功功率指令，發(fā)送至光伏快功裝置執(zhí)行，從而實現(xiàn)光伏的最大消納，并兼顧ragc實時二次調(diào)頻和ravc實時二次調(diào)壓功能。

35、本發(fā)明還提供了一種高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制裝置，實現(xiàn)如本發(fā)明實施例所述的高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法，應(yīng)用于高原孤網(wǎng)能源站，高原孤網(wǎng)能源站包括調(diào)度主站和光伏系統(tǒng)，

36、所述光伏系統(tǒng)，配載有光伏快功裝置，用于通過實時采集光伏系統(tǒng)的目標數(shù)據(jù)，根據(jù)目標數(shù)據(jù)以及調(diào)度主站發(fā)出的控制指令進行功率控制和調(diào)節(jié)；

37、所述調(diào)度主站，用于配置光伏系統(tǒng)的控制策略、接收并處理光伏快功裝置上傳的數(shù)據(jù)，向光伏快功裝置發(fā)送控制指令；

38、其中，控制裝置包括：

39、初始化模塊，用于對系統(tǒng)初始化并配置；

40、配置啟動模塊，用于啟動光伏快功裝置執(zhí)行光伏站有功控制和光伏站電壓控制；

41、策略控制模塊，用于在光伏跟網(wǎng)運行狀況下，根據(jù)預(yù)設(shè)控制模式運行調(diào)度主站的控制策略。

42、本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：

43、存儲器，所述存儲器用于存儲處理程序；

44、處理器，所述處理器執(zhí)行所述處理程序時實現(xiàn)如本發(fā)明實施例所述的高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法。

45、本發(fā)明還提供了一種可讀存儲介質(zhì)，所述可讀存儲介質(zhì)上存儲有處理程序，所述處理程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明實施例所述的高原孤網(wǎng)能源站的光伏系統(tǒng)控制方法。

46、本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點和積極效果：

47、1、提高光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性：通過實時采集光伏系統(tǒng)的目標數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)以及調(diào)度主站發(fā)出的控制指令進行功率控制和調(diào)節(jié)，可以有效地提高光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。特別是在高原孤網(wǎng)環(huán)境下，這種控制方法能夠更好地應(yīng)對電網(wǎng)波動和負荷變化。

48、2、優(yōu)化能源利用效率：采用mppt模式和恒功率控制模式，可以根據(jù)電網(wǎng)的實際需求調(diào)整光伏系統(tǒng)的輸出功率，從而實現(xiàn)能源的最大化利用。此外，結(jié)合光功率預(yù)測數(shù)據(jù)和實時二次調(diào)頻、二次調(diào)壓策略，可以進一步提高光伏系統(tǒng)的消納能力。

49、3、增強電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力：通過有功-頻率下垂控制和無功-電壓下垂控制，光伏系統(tǒng)可以在頻率和電壓波動時自動調(diào)整有功和無功輸出，輔助電網(wǎng)進行一次調(diào)頻和調(diào)壓。這增強了電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力，有助于維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

50、4、提升經(jīng)濟效益：優(yōu)化光伏系統(tǒng)的運行方式不僅可以提高發(fā)電效率，還可以降低運行成本，從而提高經(jīng)濟效益。這對于高原孤網(wǎng)能源站來說尤為重要，因為這類站點往往位于偏遠地區(qū)，維護成本較高。

51、5、改善通信可靠性：通過配置光伏快功裝置的目標參數(shù)如通信端口、采集周期和調(diào)節(jié)裕量，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。這對于遠程監(jiān)控和控制光伏系統(tǒng)至關(guān)重要。

52、6、靈活的控制策略：調(diào)度主站可以根據(jù)不同的運行情況選擇不同的控制策略如mppt模式、恒功率模式、ragc實時二次調(diào)頻和ravc實時二次調(diào)壓，這使得控制系統(tǒng)更加靈活，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工況。

53、7、簡化操作和維護：通過自動化的控制方法和遠程監(jiān)控功能，可以減少人工干預(yù)的需求，簡化操作流程，降低維護難度和成本。

54、8、支持大規(guī)模應(yīng)用：該方案適用于各種規(guī)模的光伏系統(tǒng)，無論是小型分布式光伏還是大型集中式光伏電站，都可以通過這種方式實現(xiàn)有效的控制和管理。