分布式光伏发电有功无功控制解决方案

来源: 北京演能科技有限公司  日期:10-03  点击:2345  属于:能源/电力

一、行业概述

        为满足电网公司加快推进全电压等级分布式光伏“可观可测可调可控”的工作目标,实现对分布式光伏实行常态化、精准化参与电网调峰调控。提升遥控成功率、缩短执行响应时间、健全AGC控制功能,根据电网公司对分布式光伏有功功率控制AGC要求开发了本产品。产品依托采集系统将分布式光伏运行信息实时采集并上传至调度自动化系统,满足调度中心数据采集监测需求,接收并执行调度机构调节控制指令功能,满足电网调度中心对分布式光伏电站发电功率的AGC闭环控制调节。
        本系统采用软硬件一体化的产品解决方案,整合远动+AGC+纵密+5G模组的全部功能为一体设备,形成分布式光伏有功控制的单设备一体化解决方案。本设备完全符合电网公司调度中心对于太阳能光伏电站并网调度自动化系统的相关要求。为分布式光伏电站提供电网接入、数据采集、有功控制AGC、纵向加密、5G通信等功能,提供了最稳定、可靠、便捷的一体化解决方案。

二、行业问题和挑战

通过5G网络和电网系统进行数据上传并且接收电网控制指令
满足电网要求在指定时间内完成有功无功的调节
满足多种适配算法,根据场景选择不同的分配算法达到快速精准的适配
支持数据加密组件,可以和调度系统采用同样的加解密算法进行通讯

支持AGV有功分配控制算法和AVC无功功率分配算法

三、总体接入结构

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图 2  从调度安全接入区到现场设备的连接关系

图 2 自上而下分为四段:顶部为调度安全接入区;其下经公共网络,由 5G 与加密认证两条能力共同承担通信与认证;中部为智能采控终端(图示机身型号 YCON 3000),终端内含 5G 模组、纵向加密、数据网关、AGC 控制与远动系统五项功能;底部向下接入数采系统、远动系统、逆变器、储能系统与箱变测控。

分布式光伏通过智能采控终端(多合一 5G 版)接入调度系统,满足调度系统实现可观、可测、可调、可控功能。通过采控终端解决了多套设备的系统集成工作。一台设备解决多台设备的功能,多套系统组合调优达到系统功能的最优效果。

四、有功指令进来之后

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图 3  指令来源、AGC 控制链路与调节精度控制

指令来源分为两种模式:调度远方模式接受调度的有功目标指令或有功计划曲线;就地人工指令模式由就地运行人员进行有功目标值设定。

有功控制以光伏发电厂的并网有功为控制目标,根据光伏电厂的运行状况实时进行功率损耗的计算,再对目标指令进行叠加,对功率限制条件进行判断后,计算出最终下发到逆变器设备的总有功目标,再通过等比例裕度原则对单台逆变器功率分配。

调节精度控制方面,系统通过死区设置,对目标指令进行 PID 控制,时刻对目标值和当前实发值进行监视控制,使实发值与目标值的差值在死区范围内,以达到 AGC 的有功调节精度要求。根据现场逆变器的反应速率,可进行调节死区和调节步长的设置。

五、关键功能与特性

5.1 一体化与通信

多功能集成:设备内置 5G 通信、纵向加密、数据采集、数据服务、规约转换、AGC 控制系统、AVC 控制系统等。

5G 通讯传输:设备内置 5G 传输通道,插入电网指定 5G 通讯卡,实现和调度系统的高速链接。

纵向加密设备:设备内嵌微型纵向加密芯片,实现电站和调度的加密传输,保障电网系统的安全可控,符合电网接入要求。

5.2 采集与边缘计算

数据采集:数据采集主要通过通综自采集现场逆变器、高低压开关柜、电站箱变、汇流箱、AVC、AGC、SVG、并网点等相关数据信息,新能源以及气象站等运行设备。

边缘计算:提供新能源电站可观、可测功能,展示新能源电站运行全景数据以及发电预测数据,实现边缘端的数据转换、数据计算、数据分配等边缘计算功能。

数据服务:提供多种规约的数据转发服务功能,可以实现数据的多应用服务,可以为第三方系统及可视化系统提供数据支撑。

5.3 与主站的交互

主站交互:提供新能源电站可调、可控功能,支撑电网有功无功控制、应急支撑、需求响应、群控群调等高级应用。

5.4 配置与远程监控工具

配置工具:提供方便易用的客户端配置工具,方便对采集通道、转发通道、数据测点的配置管理和上传设备工程。

远程监控工具:提供方便易用的远程监控工具,可以在可以链接到设备的任何一台电脑上远程查看设备内的通讯报文和监控实时数据。

5.5 有功控制与调节精度

有功控制 AGC 功能:有功控制以光伏发电厂的并网有功为控制目标,根据光伏电厂的运行状况实时进行功率损耗的计算,再对目标指令进行叠加,对功率限制条件进行判断后,计算出最终下发到逆变器设备的总有功目标,再通过等比例裕度原则对单台逆变器功率分配。

远方就地控制模式:支持远方就地切换的控制模式。调度远方模式接受调度的有功目标指令或有功计划曲线;就地人工指令模式由就地运行人员进行有功目标值设定。

调节精度控制:系统通过死区设置,对目标指令进行 PID 控制,时刻对目标值和当前实发值进行监视控制,使实发值与目标值的差值在死区范围内,以达到 AGC 的有功调节精度要求。根据现场逆变器的反应速率,可进行调节死区和调节步长的设置。

六、方案价值

采用多合一一体化装置实现了分布式光伏电站所有的功能需求。

满足电网要求,实现有功无功指令的接收和控制。

系统免维护,降低运维成本,提高运维效率。



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