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能源协调控制系统中光伏电站有功无功控制研究
能源协调控制系统中光伏电站有功无功控制研究
随着全球能源需求不断增加和能源危机的不断加剧，可再生能源的利用成为了重要的发展方向。其中，太阳能光伏发电作为一种对环境影响小、资源丰富的绿色能源，得到了越来越广泛的应用。然而，在实际应用过程中，光伏电站具有电源输出功率波动大、电站产生的无功功率无法被吸收等技术问题。为解决这些问题，能源协调控制系统中光伏电站有功无功控制研究成为了当前的研究热点。
一、光伏电站的有功无功控制原理
1.有功功率控制
光伏电站的有功功率控制主要是通过调节光伏阵列的输出电压、电流和工作点以达到调节电站的输出功率。常用的控制方式有：
（1）MPPT（最大功率点跟踪）控制：通过追踪光伏阵列工作点上的最大输出功率点来实现有功功率的控制。
（2）电压/无功控制：通过调节光伏阵列的电压和无功功率的发生器来控制有功功率，实现电压控制和用户侧的无功功率控制。
（3）直流侧平衡：通过实现不同电流水平的调节和控制，将光伏电站的直流端平衡控制在一定范围内，从而变化光伏电站的输出功率。
2.无功功率控制
光伏电站产生的无功功率无法被吸收，可能导致电网电压波动，影响电力系统的稳定。为了解决这个问题，光伏电站需要进行无功功率控制。常用的无功功率控制方式有：
（1）电压/无功控制：通过调节电站的无功功率发生器，根据系统的需求来控制光伏电站输出的无功功率。
（2）无功/Q/U控制：通过对光伏电站输出电压、频率、无功功率和功率因数等进行控制，来控制光伏电站的无功功率输出。
二、能源协调控制系统中光伏电站的有功无功控制
能源协调控制系统是一种集成化的电力能源管理系统，能够动态的协调多种能源（如风能、光能、水能、热能）之间的输出，实现优化调度和资源利用。在能源协调控制系统中，光伏电站的有功无功控制主要体现在以下方面。
1.有功功率控制
能源协调控制系统通过集成和优化分布式光伏电站的输出功率，实现优化分配和控制。常用的控制方式有：
（1）分段控制：在能源协调控制系统中，将光伏电站的发电功率分成若干个段，每段都设置一个功率值，系统通过调节发电机组的输出功率来实现对光伏电站区间负荷的控制。
（2）调节模式控制：通过跟踪电网的有/无功功率需求值，实时调节光伏电站的输出功率，实现电网的有功功率控制。
（3）模型预测控制：利用数学模型对未来一段时间的光伏电站输出功率进行预测，通过对预测值和实际值进行比较，实现有功功率的控制。
2.无功功率控制
能源协调控制系统也通过对光伏电站输出无功功率的控制来实现对电网的稳定性的调节。常用的控制方式有：
（1）电压/无功控制：在能源协调控制系统中，利用光伏电站的无功功率发生器来跟踪电网的电压波动，根据系统的需求来控制光伏电站输出的无功功率。
（2）电流控制：在能源协调控制系统中，对光伏电站的输出电流进行动态调节，以实现无功功率的调节。
（3）根据负荷控制：系统通过对电网负荷的跟踪和预测，设定并控制光伏电站的输出功率和无功功率，以实现对电网的稳定调节。
三、结论
能源协调控制系统中光伏电站的有功无功控制是当前关注的研究热点，其控制策略需要根据不同的场景和需求来进行综合考虑。通过系统集成和优化，能够实现对光伏电站的有功无功控制和智能调配，从而更好地实现可再生能源的有效利用和电网的稳定性。
参考文献：
1.张恒.基于能源协调控制系统的光伏电站的控制策略研究[D].山东大学,2019.
2.杜晓,贾庆林.光伏电站的有功和无功控制研究[J].电力系统保护与控制,2011,39(19):24-28.
3.杨海燕,张银红,王建峰,等.光伏电站电压/无功控制策略的研究[J].电力系统保护与控制,2018,46(7):130-136.