什么是光伏電站的AGC和AVC？

古瑞瓦特 · 2025-06-25 09:29:16

理解光伏電站的AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）和AVC（自動(dòng)電壓控制）是掌握其參與電網(wǎng)運(yùn)行和支撐電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。這兩者都是電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)用來(lái)遠(yuǎn)程、自動(dòng)控制電站出力（有功或無(wú)功）的核心手段。......

理解光伏電站的AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）和AVC（自動(dòng)電壓控制）是掌握其參與電網(wǎng)運(yùn)行和支撐電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。這兩者都是電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)用來(lái)遠(yuǎn)程、自動(dòng)控制電站出力（有功或無(wú)功）的核心手段。

一、AGC-自動(dòng)發(fā)電控制

1.AGC系統(tǒng)概述

核心目標(biāo)： 維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，平衡電網(wǎng)的有功功率供需。

控制對(duì)象： 電站輸出的有功功率。

工作原理：電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)根據(jù)全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)計(jì)劃以及實(shí)時(shí)測(cè)量的系統(tǒng)頻率，計(jì)算出維持頻率穩(wěn)定所需的總有功功率調(diào)節(jié)需求。這個(gè)總需求會(huì)按照一定的策略（如按調(diào)節(jié)能力比例）分配給各個(gè)參與AGC的發(fā)電廠(chǎng)（包括光伏電站）。調(diào)度中心通過(guò)專(zhuān)用的通信通道（如電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)）將有功功率設(shè)定值指令實(shí)時(shí)下發(fā)給光伏電站的AGC系統(tǒng)。光伏電站的AGC系統(tǒng)接收到設(shè)定值指令后，會(huì)迅速調(diào)整電站的實(shí)際有功功率輸出，使其盡可能接近并跟蹤這個(gè)設(shè)定值。

2.光伏電站如何實(shí)現(xiàn)AGC調(diào)節(jié)？

有功功率限制： 最常用的方法。當(dāng)設(shè)定值低于當(dāng)前最大可發(fā)功率時(shí)，AGC系統(tǒng)控制逆變器群降低實(shí)際輸出功率（“降負(fù)荷”）。

儲(chǔ)能系統(tǒng)配合： 如果電站配置了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，AGC可以命令儲(chǔ)能系統(tǒng)充電（吸收有功，相當(dāng)于電站降出力）或放電（增加有功輸出）。這大大增強(qiáng)了光伏電站參與AGC調(diào)節(jié)（特別是向上調(diào)節(jié)）的能力和靈活性。

棄光： 當(dāng)設(shè)定值要求低于當(dāng)前光照條件下的最大功率時(shí)，本質(zhì)上就是主動(dòng)棄光。

3、為什么光伏電站需要參與AGC？

頻率穩(wěn)定： 電網(wǎng)頻率是電能質(zhì)量的基石。負(fù)荷的波動(dòng)（增加或減少）會(huì)導(dǎo)致頻率偏離額定值（如50Hz）。傳統(tǒng)電廠(chǎng)通過(guò)調(diào)速器響應(yīng)，但在高比例新能源電網(wǎng)中，光伏電站也必須貢獻(xiàn)其調(diào)節(jié)能力來(lái)維持頻率穩(wěn)定。

滿(mǎn)足并網(wǎng)要求： 現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)范強(qiáng)制要求大型光伏電站具備AGC功能，并能按照調(diào)度指令調(diào)節(jié)有功出力。

參與電力市場(chǎng)： 在輔助服務(wù)市場(chǎng)中，提供AGC調(diào)節(jié)能力可以獲得收益。

二、AVC-自動(dòng)電壓控制

1.AVC系統(tǒng)概述

核心目標(biāo)： 維持電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓在安全、合格的范圍內(nèi)（如標(biāo)稱(chēng)電壓的±5%或±10%），優(yōu)化電網(wǎng)的無(wú)功潮流，降低網(wǎng)損。

控制對(duì)象： 電站輸出的無(wú)功功率（或目標(biāo)并網(wǎng)點(diǎn)電壓）。

工作原理：電網(wǎng)調(diào)度中心的EMS系統(tǒng)根據(jù)全網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)電壓、無(wú)功潮流、設(shè)備狀態(tài)等信息，計(jì)算出維持電壓穩(wěn)定和無(wú)功平衡所需的總無(wú)功功率調(diào)節(jié)需求（或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓目標(biāo)值）。這個(gè)需求或目標(biāo)值被分配給各個(gè)參與AVC的發(fā)電廠(chǎng)和變電站（包括光伏電站）。調(diào)度中心通過(guò)通信通道將無(wú)功功率設(shè)定值或電壓設(shè)定值指令下發(fā)給光伏電站的AVC系統(tǒng)。光伏電站的AVC系統(tǒng)接收到指令后，會(huì)迅速調(diào)整電站的無(wú)功功率輸出（或通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出來(lái)控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓達(dá)到設(shè)定值）。

2、光伏電站如何實(shí)現(xiàn)AVC調(diào)節(jié)？

逆變器無(wú)功調(diào)節(jié)： 這是最主要的方式。光伏逆變器本身具備強(qiáng)大的四象限運(yùn)行能力，可以在發(fā)有功的同時(shí)，獨(dú)立地發(fā)出或吸收無(wú)功功率（cosφ 調(diào)節(jié)）。AVC系統(tǒng)通過(guò)協(xié)調(diào)控制所有逆變器的無(wú)功出力來(lái)實(shí)現(xiàn)電站整體的無(wú)功目標(biāo)或電壓目標(biāo)。

SVG/SVC： 如果電站配置了專(zhuān)用的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，AVC系統(tǒng)也會(huì)控制這些設(shè)備發(fā)出或吸收無(wú)功。

有載調(diào)壓變壓器： 電站內(nèi)部的主變壓器如果有載調(diào)壓分接頭，AVC也可能參與其調(diào)節(jié)，以?xún)?yōu)化站內(nèi)電壓和配合無(wú)功輸出。

3、為什么光伏電站需要參與AVC？

電壓穩(wěn)定： 無(wú)功功率的過(guò)?；虿蛔闶菍?dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)甚至崩潰的主要原因。光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)通常位于電網(wǎng)末端，其出力變化（尤其日升日落、云層遮擋）會(huì)顯著影響局部電壓。參與AVC是光伏電站支持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的重要手段。

滿(mǎn)足并網(wǎng)要求： 并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)同樣強(qiáng)制要求光伏電站具備AVC功能，具備一定的無(wú)功調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度，并接受調(diào)度指令。

減少網(wǎng)損： 合理的無(wú)功就地補(bǔ)償和電壓控制有助于優(yōu)化電網(wǎng)無(wú)功潮流，降低輸電損耗。

提高系統(tǒng)穩(wěn)定性： 良好的電壓支撐有助于提高電網(wǎng)應(yīng)對(duì)故障的能力（如暫態(tài)電壓穩(wěn)定）。

三、AGC與AVC的關(guān)鍵區(qū)別與聯(lián)系

總結(jié)：（1）AGC是光伏電站的“有功功率遙控器”，聽(tīng)調(diào)度指揮調(diào)節(jié)發(fā)電量大小，核心目的是幫助電網(wǎng)穩(wěn)住頻率。

（2）AVC是光伏電站的“無(wú)功功率/電壓遙控器”，聽(tīng)調(diào)度指揮調(diào)節(jié)無(wú)功出力（或直接控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓），核心目的是幫助電網(wǎng)穩(wěn)住電壓。

兩者都是現(xiàn)代大型光伏電站必備的核心控制系統(tǒng)，是其作為“友好型電源”融入大電網(wǎng)、參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)、滿(mǎn)足并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范的基本要求。它們將光伏電站從單純的“發(fā)電者”轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極參與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的“支撐者”。

挑戰(zhàn)： 光伏出力的間歇性和波動(dòng)性給AGC/AVC的精確跟蹤帶來(lái)挑戰(zhàn)；頻繁的深度調(diào)節(jié)可能影響設(shè)備壽命；對(duì)通信可靠性和速度要求高。儲(chǔ)能的應(yīng)用是增強(qiáng)光伏電站AGC/AVC能力的有效途徑。