CN104617602A - 水光互补协调控制系统 - Google Patents

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张军
魏显贵
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王兴玉
孙玉泰
顾斌
曹光明
王战策
胡锁钢
张空海
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马金忠
吴亚星
廖元庆
张国强
康本贤
奚瑜
龚传利
王英鑫
徐麟
陆宋杰
孟佳
马之伟
王宝炯
宋建青
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金东兵
乔吉庆
黄希伟
何振中
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Abstract

本发明为一种水光互补协调控制系统，用于光伏电站和水电站的联合运行的互补协调，包括AGC控制模块和AVC控制模块。AGC控制模块读取光伏电站的实时有功、实时目标总有功，通过二者差值得到补偿有功，将补偿有功分配到水电站的水轮发电机组之间，补偿光伏发电。AVC控制模块读取母线电压设定值、母线电压限值、实时母线电压值，并计算得电压偏差，进而得到需调节的无功值，并用水电站的水轮发电机组的励磁调节无功。本发明通过该控制系统的调节，实现光伏电站和水电站发电情况的协调互补，使光伏电站与水电站联合运行能够为电网提供稳定的供电，满足电网对频率、电压的质量要求，提供优质电能。

Description

水光互补协调控制系统
技术领域
本发明涉及光伏电站和水电站运行技术，具体是一种水光互补协调控制系统。
背景技术
光伏发电具有安全可靠、无污染、无枯竭危险等特点，而且光伏电站不需要消耗燃料，可以进行全网供电或就地发电供电，是优势非常明显的发电方式。因此，国内外设有诸多并网光伏电站和户用光伏系统。但是由于光伏发电受昼夜、季节、天气等因素的影响较大，其发电出力具有随机性、波动性、间歇性，易造成电力系统不稳定，甚至断电的可能。这使得光伏电站的应用受到很大限制。
由于水电站具有水库库容大，调节能力强，水电机组启动迅速、调节灵活、负荷响应快等特点，因此有人提出将水电站与光伏电站联合运行的方案，通过水电站补偿调节光伏发电的不稳定性。但是目前的水电站都是独立于光伏电站运行，因此水电站中的AGC、AVC控制技术也都是单独运行，能够实现光伏电站和水电站的联合运行互补协调的AGC、AVC控制技术国内外尚无先例。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水光互补协调控制系统，能够使用AGC、AVC控制技术实现光伏电站和水电站的联合运行互补协调。
本发明提供一种水光互补协调控制系统，所述控制系统包括AGC控制模块和AVC控制模块，所述AGC控制模块用于调节有功进行发电，所述AVC控制模块用于调节无功维持电压稳定，所述控制系统用于光伏电站和水电站的联合运行的互补协调；
所述AGC控制模块包括数据采集部件、数据处理部件、命令执行部件，所述数据采集部件读取光伏电站的实时有功、实时的目标总有功，并将数据传输至所述数据处理部件，所述数据处理部件用所述实时的目标总有功减去所述光伏电站的实时有功，得到补偿有功并传输至所述命令执行部件，所述命令执行部件将计算得到的所述补偿有功分配到所述水电站的水轮发电机组之间，给出指令使所述水轮发电机组根据所述补偿有功发电；
所述AVC控制系统包括数据采集部件、数据处理部件、命令执行部件，所述数据采集部件读取母线电压设定值、母线电压限值、实时母线电压值，并将数据传输至所述数据处理部件，所述数据处理部件通过计算得到电压偏差，并根据所述电压偏差计算需调节的无功值，进而将所述需调节的无功值传输至所述命令执行部件，所述命令执行部件给出指令调节光伏电站的无功调节设备和/或水电站的水轮发电机组的励磁，使所述实时母线电压值在调度给定的变化范围内。
进一步的，所述AGC控制模块按下述方法运行：使所述光伏电站按照实时光照条件发电，得到所述光伏电站的实时有功，用所述实时的目标总有功减去所述光伏电站的实时有功，得到所述补偿有功，将所述补偿有功分配到所述水电站的水轮发电机组之间，使所述水轮发电机组根据所述补偿有功发电。
可选的，所述AGC控制模块中，所述实时的目标总有功可以是调度下达的发电计划的实时总有功，也可以是负荷曲线中的实时总有功。
进一步的，所述AGC控制模块中，所述水轮发电机组为单机或多机成组。
优选的，所述AGC控制模块中，所述水轮发电机组共四组。
进一步的，所述AVC控制模块按下述方法运行：读取所述母线电压设定值、所述母线电压限值、所述实时母线电压值，计算得到所述电压偏差；根据所述电压偏差计算得到所述需调节的无功值，进而调节所述光伏电站的无功调节设备和/或所述水电站的水轮发电机组的励磁，使所述实时母线电压值在调度给定的变化范围内。
可选的，所述AVC控制模块中，所述母线电压设定值可以是调度下达的发电计划的母线电压给定值，也可以采用电压曲线值作为母线电压给定值。
可选的，所述电压曲线为设定好的日电压曲线或典型电压曲线。
与现有技术相比，本发明提供一种能够用于光伏电站和水电站联合运行的水光互补协调控制系统，通过AGC控制模块和AVC控制模块实现光伏电站和水电站发电情况的协调互补，同时保证电网电压的稳定，从而使光伏电站与水电站联合运行能够为电网提供稳定的供电，满足电网对频率、电压的质量要求，提供优质电能。
附图说明
图1是实施例中AGC控制模块的组成示意图。
图2是实施例中AGC控制模块的运行流程图。
图3是实施例中AVC控制模块的组成示意图。
图4是实施例中AVC控制模块的运行流程图。
图5是实施例在3月15日应用于青海共和园区光伏电站与龙羊峡水电站联合运行时的发电曲线图。
图6是实施例在3月22日应用于青海共和园区光伏电站与龙羊峡水电站联合运行时的发电曲线图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，应当理解的是，这些具体实施方式仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定。
本实施例提供一种水光互补协调控制系统，该控制系统包括用于调节有功进行发电的AGC控制模块和用于调节无功维持电压稳定的AVC控制模块，该控制系统用于光伏电站和水电站的联合运行的互补协调。
如图1所示，AGC控制模块包括数据采集部件101、数据处理部件102、命令执行部件103。数据采集部件101读取光伏电站的实时有功、实时的目标总有功，并将数据传输至数据处理部件102，数据处理部件102用实时的目标总有功减去光伏电站的实时有功，得到补偿有功并传输至命令执行部件103，命令执行部件103将计算得到的补偿有功分配到水电站的水轮发电机组之间，给出指令使水轮发电机组根据补偿有功发电。
如图2所示，该AGC控制模块按照下述方法运行：使光伏电站按照实时光照条件发电，得到光伏电站的实时有功；用实时的目标总有功减去光伏电站的实时有功，得到补偿有功；将补偿有功分配到水电站的1号、2号、3号、4号水轮发电机组之间，使水轮发电机组根据补偿有功发电。
其中，实时的目标总有功可以是调度下达的发电计划的实时总有功，也可以是负荷曲线中的实时总有功，在本实施例中，采用负荷曲线的实时总有功。
可以理解的是，水轮发电机组的数量根据补偿有功确定，可以是单机或者多机成组。
如图3所述，AVC控制系统包括数据采集部件201、数据处理部件202、命令执行部件203，数据采集部件201读取母线电压设定值、母线电压限值、实时母线电压值，并将数据传输至数据处理部件202，数据处理部件202通过计算得到电压偏差，并根据电压偏差计算需调节的无功值，进而将需调节的无功值传输至命令执行部件203，命令执行部件203给出指令调节水电站的水轮发电机组励磁，使所述实时母线电压值在调度给定的变化范围内。
如图4所示，AVC控制模块按下述方法运行：读取母线电压设定值、母线电压限值、实时母线电压值，计算得到电压偏差；根据电压偏差计算得到需调节的无功值，进而调节水电站的水轮发电机组的励磁，使实时母线电压值在调度给定的变化范围内。
可以理解的是，在AVC控制模块中，调节无功值所采用的方式既可以仅调节光伏电站的无功调节设备，也可以仅调节水电站的水轮发电机组励磁，还可以同时调节二者。由于光伏发电的稳定性较差，因此通常选择调节水电站的水轮发电机组励磁。
可以理解的是，在AVC控制模块中，母线电压设定值可以是调度下达的发电计划的母线电压给定值，也可以采用日电压曲线值或典型电压曲线指作为母线电压给定值，在本实施例中采用调度下达的发电计划的母线电压给定值。
在本实施例中，分别于3月15日、3月22日将该水光互补协调控制系统应用于青海共和园区光伏电站和龙羊峡水电站的联合运行，作为该水光互补协调控制系统的测试例。采用调节响应时间为8s、调节功率幅值为10MW的参数条件，青海共和园区光伏电站按实时光照条件发电，龙羊峡水电站的水轮发电机组以多机成组控制方式调节，利用水光互补协调控制系统协调补偿光伏发电与调度发电计划发电之间的差值、满足调度对电压变化范围的要求。其中，3月15日为全天晴天，3月22日为有变化天气。
图5、图6中分别记录3月15日、3月22日青海共和园区光伏电站和龙羊峡水电站联合运行的发电情况，包括该光伏电站实际发电值1、全厂实发总有功值2、全厂负荷曲线值3、该水电站实际发电值4，其中全厂负荷曲线值即为调度发电计划的发电值。
由图5、图6可以看出，该光伏电站不论是晴天天气还是有变化的天气中发电，经过水光互补协调控制系统对该光伏电站与水电站的联合运行的互补调节，光伏电站与水电站联合运行的全厂实发总有功值都与全厂负荷曲线值良好吻合，证明水光互补协调控制系统起到良好的互补、控制调节能力。

Claims (8)

1.一种水光互补协调控制系统，所述控制系统包括AGC控制模块和AVC控制模块，所述AGC控制模块用于调节有功进行发电，所述AVC控制模块用于调节无功维持电压稳定，其特征在于：
所述控制系统用于光伏电站和水电站的联合运行的互补协调；
所述AGC控制模块包括数据采集部件、数据处理部件、命令执行部件，所述数据采集部件读取光伏电站的实时有功、实时的目标总有功，并将数据传输至所述数据处理部件，所述数据处理部件用所述实时的目标总有功减去所述光伏电站的实时有功，得到补偿有功并传输至所述命令执行部件，所述命令执行部件将计算得到的所述补偿有功分配到所述水电站的水轮发电机组之间，给出指令使所述水轮发电机组根据所述补偿有功发电；
所述AVC控制系统包括数据采集部件、数据处理部件、命令执行部件，所述数据采集部件读取母线电压设定值、母线电压限值、实时母线电压值，并将数据传输至所述数据处理部件，所述数据处理部件通过计算得到电压偏差，并根据所述电压偏差计算需调节的无功值，进而将所述需调节的无功值传输至所述命令执行部件，所述命令执行部件给出指令调节光伏电站的无功调节设备和/或水电站的水轮发电机组的励磁，使所述实时母线电压值在调度给定的变化范围内。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述AGC控制模块按下述方法运行：使所述光伏电站按照实时光照条件发电，得到所述光伏电站的实时有功，用所述实时的目标总有功减去所述光伏电站的实时有功，得到所述补偿有功，将所述补偿有功分配到所述水电站的水轮发电机组之间，使所述水轮发电机组根据所述补偿有功发电。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：所述AGC控制模块中，所述实时的目标总有功可以是调度下达的发电计划的实时总有功，也可以是负荷曲线中的实时总有功。
4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：所述AGC控制模块中，所述水轮发电机组为单机或多机成组。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于：所述AGC控制模块中，所述水轮发电机组共四组。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述AVC控制模块按下述方法运行：读取所述母线电压设定值、所述母线电压限值、所述实时母线电压值，计算得到所述电压偏差；根据所述电压偏差计算得到所述需调节的无功值，进而调节所述光伏电站的无功调节设备和/或所述水电站的水轮发电机组的励磁，使所述实时母线电压值在调度给定的变化范围内。
7.根据权利要求1或6所述的控制系统，其特征在于：所述AVC控制模块中，所述母线电压设定值可以是调度下达的发电计划的母线电压给定值，也可以采用电压曲线值作为母线电压给定值。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述电压曲线为设定好的日电压曲线或典型电压曲线。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870979A (zh) * 2016-05-19 2016-08-17 华能澜沧江水电股份有限公司 一种基于机组组合出力模型的水电站agc有功分配方法
CN109103894A (zh) * 2018-08-24 2018-12-28 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种用于水光互补电站的无功控制方法
CN113452090A (zh) * 2021-06-16 2021-09-28 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水火风光储多能互补集成电源的有功功率控制方法
CN114595866A (zh) * 2022-01-24 2022-06-07 西安理工大学 和水调agc融合的光伏功率趋势预测及调度策略优化方法
CN117458505A (zh) * 2023-09-28 2024-01-26 中国长江电力股份有限公司 一种自适应的大型水电站主母线电压调节方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105870979A (zh) * 2016-05-19 2016-08-17 华能澜沧江水电股份有限公司 一种基于机组组合出力模型的水电站agc有功分配方法
CN105870979B (zh) * 2016-05-19 2018-08-21 华能澜沧江水电股份有限公司 一种基于机组组合出力模型的水电站agc有功分配方法
CN109103894A (zh) * 2018-08-24 2018-12-28 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种用于水光互补电站的无功控制方法
CN109103894B (zh) * 2018-08-24 2021-04-09 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种用于水光互补电站的无功控制方法
CN113452090A (zh) * 2021-06-16 2021-09-28 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水火风光储多能互补集成电源的有功功率控制方法
CN114595866A (zh) * 2022-01-24 2022-06-07 西安理工大学 和水调agc融合的光伏功率趋势预测及调度策略优化方法
CN117458505A (zh) * 2023-09-28 2024-01-26 中国长江电力股份有限公司 一种自适应的大型水电站主母线电压调节方法

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