適應(yīng)新能源并網(wǎng)的自動發(fā)電控制技術(shù)分析

摘 要：隨著新能源應(yīng)用技術(shù)的提高，光伏和風(fēng)電等新能源的并網(wǎng)容量在逐年提高，對傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)造成了較大的沖擊，也為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)和能源變革帶來了新的機遇。本文主要側(cè)重于分析新能源并網(wǎng)后，系統(tǒng)的自動發(fā)電控制系統(tǒng)的具體控制方法和控制原理，并介紹了相關(guān)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：新能源并網(wǎng);自動發(fā)電;控制技術(shù)

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

1 自動發(fā)電控制技術(shù)

1.1 自動發(fā)電的實現(xiàn)原理

自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）需要實時掌握和采集電力系統(tǒng)中的運行數(shù)據(jù)，包括實時的負荷曲線、發(fā)電曲線和電網(wǎng)絡(luò)的情況。在日前發(fā)電計劃的制定中，需要提前掌握系統(tǒng)的日前負荷預(yù)測曲線。在自動發(fā)電控制系統(tǒng)中，需要借助計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動化控制技術(shù)，對整個發(fā)電控制過程實現(xiàn)閉環(huán)管理和控制，同時能夠準確執(zhí)行調(diào)度控制中心發(fā)下的發(fā)電機組調(diào)度控制指令，對發(fā)電機組的出力情況進行準確的控制。

自動發(fā)電控制的實現(xiàn)，需要通過改變發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速，來調(diào)整發(fā)電機組的出力，具體而言可以分為一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和三次調(diào)頻。在不同的調(diào)頻中，發(fā)電機組采用的調(diào)節(jié)手段也有所不同，一次調(diào)頻主要是依靠發(fā)電機組中的調(diào)速器加以實現(xiàn)，控制的時間尺度也相對較短，也稱為有差調(diào)頻。在二次調(diào)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(diào)頻。在三次調(diào)頻中，則涉及到對并網(wǎng)的各發(fā)電機組按照某個規(guī)則分配具體的發(fā)電任務(wù)，保證系統(tǒng)的運行的最優(yōu)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(diào)頻，在發(fā)電機組的實際運行中都具有重要的應(yīng)用。

1.2 AGC控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用

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

2 自動發(fā)電控制與新能源并網(wǎng)后的系統(tǒng)穩(wěn)定性

2.1 產(chǎn)生系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的原因

發(fā)電機組的自動發(fā)電控制系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的影響。電力系統(tǒng)的功率平衡是電力系統(tǒng)穩(wěn)定的，而系統(tǒng)要保證功率平衡，必須采用自動發(fā)電控制系統(tǒng)。尤其是當?shù)貐^(qū)電網(wǎng)中接入了新能源之后，自動發(fā)電控制系統(tǒng)將發(fā)揮更加重要的作用[3]。因為新能源的發(fā)電出力是具有隨機性和波動性，根據(jù)風(fēng)速或太陽光照強度的變化而實時變化，故需要采用自動發(fā)電控制系統(tǒng)跟隨新能源發(fā)電機組出力的變化，這樣可以平衡電力系統(tǒng)中電源側(cè)和負荷側(cè)之間的波動。

新能源有功控制系統(tǒng)需要采集電力系統(tǒng)中各個不同的斷面上的運行數(shù)據(jù)信息，并對這些數(shù)據(jù)信息進行監(jiān)控，根據(jù)日期預(yù)測的負荷曲線、風(fēng)電或者光伏的出力曲線，以及常規(guī)發(fā)電機組的出力預(yù)測曲線等，進行全網(wǎng)的功率平衡計算，根據(jù)實際需要，對全網(wǎng)中的光伏或風(fēng)電出力進行智能化控制。一般當并網(wǎng)的風(fēng)電或光伏的容量較大時，需要常規(guī)發(fā)電機組騰出更多的發(fā)電空間給新能源，以降低新能源的棄風(fēng)或棄光電量，提高新能源發(fā)發(fā)電企業(yè)的經(jīng)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(tǒng)穩(wěn)定性的應(yīng)用

在實際應(yīng)用中，AGC的控制對象是電廠控制器，通過調(diào)度主站下發(fā)具體的自動發(fā)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(fā)電機組的出力進行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)發(fā)電機組有功功率的同時，也需要對發(fā)電機組的無功功率進行同步調(diào)節(jié)，保證發(fā)電機組的安全并網(wǎng)運行。電網(wǎng)調(diào)度員也需要掌握AGC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的變化情況，從而迅速、準確地做出決策。若電網(wǎng)中只有常規(guī)機組并網(wǎng)，由于常規(guī)火電、水電等機組的出力較為穩(wěn)定，AGC控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)壓力較小，但為應(yīng)對負荷的波動，一次調(diào)頻依然較為頻繁，自動發(fā)電控制技術(shù)是保證電力系統(tǒng)中電源側(cè)和負荷側(cè)功率平衡不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，對保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行具有重要作用。

3 結(jié)論

新能源發(fā)電是今后電力系統(tǒng)中的重要發(fā)電形式，應(yīng)該對新能源發(fā)電技術(shù)進行應(yīng)用和創(chuàng)新，提高電力系統(tǒng)運行的安全性。在必要的場合中，可以對常規(guī)發(fā)電機組進行靈活性改造、建設(shè)抽水蓄能電站或者建設(shè)儲能電站等，提高新能源并網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，同時降低系統(tǒng)中的功率平衡調(diào)節(jié)壓力，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。

參考文獻：

[1]李舟.新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢[J].科技視界，2017（2）：269.

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

[3]李曉晶，陳新，吳國棟，等.新能源并網(wǎng)電壓閃變的自相關(guān)EMD檢測方法研究[J].電子測量技術(shù)，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(shè)備調(diào)試工作。