摘要：新能源规模的并网控制已经成为电力系统急需解决的重要问题。文章从调度自动化系统的功能出发，对该系统的一些控制功能系统进行了讨论和分析。
关键词:新能源；并网；调度系统
一、新能源并网基本功能
新能源调度并网支持系统是远程控制中心执行新能源厂站调度和监控的重要手段。调度系统功能主要有对厂站功率进行预估、对新能源并网进行自动发电控制以及对新能源进行自动电压控制。图1为新能源支持系统的软件功能结构图，其主要包括生产调度管理系统、实时系统、数据支持平台以及WEB支持系统和网络通信几个部分。其中生产调度管理系统对电能的日常生产数据进行分析和管理，要求系统的数据分析处理能力较高;实时系统主要实时监视和控制生产过程数据;数据支持平台主要对实时和历史数据进行计算分析，为电网决策和运行状态分析提供数据支持;WEB支持系统为客户提供网络共享和管理功能，网络通讯为远程数据交换提供通信支持。
2新能源并网功能探析
2.1预估系统
(1)功率预估分析模型
在天气预测数据中选取需要的输入数据，若研究对象为风电，则还应对风机高度数据进行考虑，把输出变量作为预测系统的历史功率数据。由于外界环境的变化对新能源的功率输出有很大的影响，导致其数值的波动很大，为提高BP神经网络预估结果的精度应先对数据进行小波分析，由于各输入变量数据的单位和数量级不同，在进行运算分析前，应对数据执行归一化处理。小波-神经网络预估的步骤为:
1)为尽量提高预估数据的精确度，应用小波分析处理数据，并对数据执行归一化处理;
2)系统自动给定网络权值和网络阈值，确定网络运算所需的训练函数模型和次数并确定学习效率等数据;
3)样本分为神经网络训练和验证两部分，将训练网络中使用的样本进行顺序录入，并对各层的反传和输出误差进行计算，并对阈值和权值进行修正，若p<P则重复执行该步骤;
4)求得网络的总误差，并分析是否符合训练终止条件，若不满足，则重新跳转到步骤二;
5)用所得网络执行功率预估，并对结果进行误差分析。
(2)功率预测系统的结构
为新能源功率预测系统结构图。分层结构在新能源发电预估系统的应用有利于现场运行和调度管理。对影响预估结果的因素进行全面综合考虑，有利于系统的优化，从而提高预测结果的准确度。系统需要考虑的因素有:天气预报数据、地区的实时气象数据、电站检修计划安排、网络运行历史数据等，对这些数据进行修正，带入运算模型。
2.2新能源并网自动发电控制系统
(1)新能源自动发电控制系统的功能
新能源自动发电控制系统主站利用网络通信将控制命令发送给监控系统，系统进行自动发电控制的过程为:新能源调度主站利用网络通信将自动发电控制命令发送给厂站，厂站监控系统根据站点实际运行状况判断是否对控制命令进行执行，并根据执行状况设置发电控制的状态为执行或者放弃执行。当命令执行状态被主站检测到以后，期望功率数值则被下发到新能源厂站，自动发电控制命令被执行。当需要退出自动发电状态时，主站通常先令站点发出退出自动发电状态的命令，在收到退出命令后站点退出自动发电状态，同时修改发电状态指示信号。新能源自动发电控制系统的功能主要有:1)接收控制中心的功率调节命令，并根据命令数据对站点内电源分配发电任务;2)控制系统应可进行本地和远程控制两个功能;3)系统可进行开环控制和闭环控制两种控制模式;4)系统符合安全并网的相关要求;5)为提高设备的使用寿命，设备的调整次数应尽可能少。
(2)新能源自动发电控制系统的结构
整个系统的核心为智能通信设备，其主要负责系统各部分的数据交换，具有信息采集、数据上传以及自动发电控制等功能。维护工作站主要功能为监控和维护系统，其通过网络和智能通信管理设备相连。智能通信管理设备利用网络与监控系统进行数据交换，收集风力发电机或者太阳能光伏发电运行的实时数据，如电源功率输出、电源电压以及电源电流等数据;和远动系统进行数据交换是将功率信息上传，同时向执行系统发送发电自动控制的动作命令。智能通信管理设备可以根据给定的功率命令，综合分析电网和发电设备的具体情况，通过利用相关算法求得有功功率的数值，从而进行有功功率控制。
2.3新能源并网自动电压控制系统
(1)自动电压控制系统结构
其中智能通讯设备将新能源发电设备的无功补偿设备的运行数据传输给控制中心，同时将电压调节命令传输到这些设备。通过分析站点设备运行状态和电压调节目标，计算出变压器接头位置和无功补偿目标值，并将调节指令下达到控制设备。为节省资源，可将自动发电控制和自动电压控制在一套系统中集成。
(2)自动发电控制和自动电压控制程序设计
程序运行具体流程为:
1)接收上级控制中心下达的控制目标值并读取系统测量数据。测量数据主要包括远程测量数据、远程通信传输数据以及系统保护参数。
2)检查控制系统是否实现调节目标，即检查系统调节结果是否符合收敛条件。
3)检查系统调节的限制条件、控制设备最小调节间隔和最大调节频率。
4)对系统的测量值和设备状态进行检测，分析系统是否满足闭锁条件，当系统有故障发生时，分闸开关动作使系统闭锁，防止事故扩大化。
5)计算自动发电控制和自动电压控制的调整值，结合现场实际情况，制定系统有功和无功的分配策略。
6)利用变电站自动化控制系统的通信网络将控制指令发送给变压器分接头、风力发电机、太阳能发电设备以及SVC/SVG等设备，实现并网相关参数的调节和控制。
3结论
随着技术的不断发展，太阳能发电和风力发电得到迅速发展，已经初步具备商业化模型，大量的风力和太阳能发电设备被投入使用。然而由于这些能源本身的波动性和不规律性，使得新能源在并网过程中存在调峰、调压以及热稳定性调节等众多问题，对并网的顺利进行提出了很大挑战。本文对新能源并网调度支持系统的结构进行了介绍，对系统所具备的基本功能进行了讨论，并对系统主要的控制功能进行了研究，希望为之后的研究提供一定的参考价值。
参考文献:
[1]师洪涛，杨静玲，丁茂生，王金梅.基于小波一BP神经网络的短期风电功率预测方法[J].电力系统自动化，2011,16:44-48.
[2]杨德学，丛智慧.风电场AGC系统建设研究与实践[J].东北电力技术，2011，04:12-14.
论文作者:顾世龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：新能源论文; 系统论文; 数据论文; 功率论文; 命令论文; 控制系统论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第14期论文;