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摘要：光伏发电作为新能源的排头兵正逐步形成规模。随着光伏发电容量的迅速提升，电力部门对光伏发电的电能质量及控制的要求也越来越高。本文针对目前光伏发电工程中普遍采用的AVC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统的技术方案进行介绍。
关键词：光伏发电；AVC；AGC；电压无功控制系统；功率控制系统
一、系统概述：
AVC电压无功自动控制系统：
光伏电站电压无功自动控制系统包含AVC 控制主机、远动通信装置、光伏电站AVC 控制主控单元等部分。通过104 规约和上一级主站经行通讯，获取主站的电压目标命令或无功目标命令后，对场内主变分接头、容抗器组、SVC/SVG、逆变器进行协调分区智能控制， 通过调节场内无功出力，达到对并网点电压的调节的作用。
AGC功率控制系统：
1、跟踪调度负荷曲线。
通过逆变器的启停组合优化或功率分配，使得总出力控制在预设范围内。
2、实现就地功率自动控制。
根据本地预设的负荷曲线，通过逆变器的启停组合优化或功率分配，控制逆变器总出力在预设范围内。
3、自动控制逆变器投切频率
为不每次都从第1台逆变器开始切除，可以实现下发指令时，先判断控制对像的控制频率，让各逆变器被切除的频率相同；
为保证逆变器不被切除的太快太多，可以从时间上分别控制各逆变器，时间间隔可单独设置。
二、AVC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统特点
AVC电压无功自动控制系统：
光伏电站无功电压自动控制系统基于成熟的系统软件平台实现。系统软件平台应支持以下功能。
1、支持多种电压无功调度方式，包括电压/无功曲线、实时指令，可快速响应调度命令
2、实现光伏电站并网点无功电压的自动控制
3、综合考虑并网点电压/场内电压、无功/功率因数，采用多目标优化分区策略实现并网点的自动电压无功控制
4、可实现分接头、逆变器、SVC/SVG、电容器组等设备的协调控制
5、所有被控对象（逆变器、分接头、SVC/SVG）都设有功能投切软压板，支持遥控，可实时指定参与/不参与有功/无功控制
6、可对有功、无功等历史数据进行统计、存储及图表显示
7、采用数据预判机制，判断采集数据的有效性，保证系统的可靠控制
8、完善的闭锁机制，考虑数据无效、通讯中断等异常条件，灵活可设，为正确控制提供可靠闭锁
9、与逆变器和无功补偿装置通信支持OPC或Modbus等多种通信协议
10、光伏电站AVC主控单元及远动通信单元均采用无转动硬盘、无风扇的工业级设计，保证可靠性
11、符合光伏电站接入电力系统的技术规定
12、系统完全支持IEC61850标准
AGC功率控制系统：
采集所要监视的功率（35kV 母线电压电流），送到后台进行分析处理后，传送给各逆变室现有的通讯管理机，利用RS485 口通过通讯方式对各个逆变器进行指令控制。以实现光伏限发。
三、AVC控制主机简介
AVC主机的任务是在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的方式控制光伏电站的总无功功率，维持并网点电压，使其满足电力系统需要。AVC主机根据设定的母线电压值或由省中调给定的各站无功功率或电压曲线及安全运行约束条件，并考虑机群的限制，根据一定的算法，合理分配机群间的无功功率，维持并网点母线电压在给定的变化范围。
AVC主机的控制对象包括：分接头、电容器、SVC、逆变器
四、AVC远动通讯装置/AGC综合通信管理终端简介
远动通信装置/综合通信管理终端作为站控层的一种重要设备，经网络以标准规约与间隔层装置通信，把所采集到的数据送到内部几个独立的数据库中，经规约转换后完成与调度中心的通信，实现“四遥”功能。目前标准的远动通信装置应具有以下主要功能与特点：
1、嵌入式装置型主机、采用嵌入式QNX操作系统；具备32位CPU、1GHz主频、128M内存、12*4大屏幕汉化液晶显示。
2、主板采用全悬浮地设计；装置机箱内接线无排线连接，防止老化引起故障；装置前面板具有串口、以太网通讯指示灯，增强了可维护性；无风扇、硬盘等转动部件。
3、硬件上具有十个串口（RS232、RS485方式可选）、六块以太网卡、两块LON网卡，可与多个调度端同时实现独立通讯。
4、能适应各级调度的通信规约：DL/T634-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634-2002（IEC60870-5-104）、CDT、DNP3.0、DISA、SC1801、LFP等常用远动规约。
5、具有运行维护接口，具有在线诊断、远方诊断功能；远动软件可按需配置、调试维护灵活方便、可以通过网络下载、调试；并且具备友好的人机界面。
6、具备SOE事件记录功能、保证SOE分辨率不小于1ms，保留128条SOE信息空间，并且做到切机或者切通道时SOE不重发、不漏法；具备遥信、遥测转发功能，保证遥信的刷新时间小于1秒，遥测的刷新时间小于3秒，可以逐点设置各遥测点死区值。
7、能正确响应主站的遥控、遥调操作，并且具备遥控闭锁功能。
8、具备中央I/O信号（闭锁开入、音响报警开出等）。
五、AVC电压无功自动控制系统与其他系统的通信接口
光伏电站AVC控制系统的通讯对象主要有：上级调度主站系统和风机监控系统。要求如下：
（1） 上级调度主站系统
光伏电站各种实时数据通过远动通信装置与调度进行通信，上传至电网；调度下发的AVC指令，由远动通信装置转发至AVC控制主机。支持101/104等远动规约。
（2） 光伏逆变器
AVC从光伏逆变器采集逆变器运行数据，同时下发无功控制令到逆变器。接口规约多采用Modbus-TCP规约。
逆变器实时有功功率
逆变器实时无功功率
逆变器潜在有功功率
逆变器潜在无功功率
逆变器无功指令
（3） 升压站监控系统
升压站监控系统为AVC系统提供关于光伏电站变电站的信息。光伏电站AVC控制系统和升压站监控之间优化控制子站获取的参数包括无功补偿设备投切情况、无功补偿设备类型及容量；电网电压、频率、并网点有功功率、无功功率等。
（4） SVG/SVC 动态无功补偿装置
无功补偿系统状态（可以投入运行、已经投入运行、故障、检修）
无功补偿系统实发无功功率，发出无功时为正，吸收无功时为负
无功补偿系统可发出最大无功功率
无功补偿系统可吸收最大无功功率
无功补偿系统调节分辨率
无功补偿系统调节指令
六、结语
目前AVC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统已成为光伏电站中必配的控制系统，希望通过本文的介绍能够引起光伏行业的高度重视，使两套系统在光伏工程中发挥出更大作用。
参考文献
[1].电力工程电气设计手册-电气二次部分 卓乐友 1987
[2].光伏发电站设计规范 GB50795-2012
[3].光伏电站接入电网技术规定 Q＼GDW617-2011
作者简介：徐何君（1980-），男，工程师，从事电气专业设计
关键词：光伏发电；AVC；AGC；电压无功控制系统；功率控制系统
一、系统概述：
AVC电压无功自动控制系统：
光伏电站电压无功自动控制系统包含AVC 控制主机、远动通信装置、光伏电站AVC 控制主控单元等部分。通过104 规约和上一级主站经行通讯，获取主站的电压目标命令或无功目标命令后，对场内主变分接头、容抗器组、SVC/SVG、逆变器进行协调分区智能控制， 通过调节场内无功出力，达到对并网点电压的调节的作用。
AGC功率控制系统：
1、跟踪调度负荷曲线。
通过逆变器的启停组合优化或功率分配，使得总出力控制在预设范围内。
2、实现就地功率自动控制。
根据本地预设的负荷曲线，通过逆变器的启停组合优化或功率分配，控制逆变器总出力在预设范围内。
3、自动控制逆变器投切频率
为不每次都从第1台逆变器开始切除，可以实现下发指令时，先判断控制对像的控制频率，让各逆变器被切除的频率相同；
为保证逆变器不被切除的太快太多，可以从时间上分别控制各逆变器，时间间隔可单独设置。
二、AVC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统特点
AVC电压无功自动控制系统：
光伏电站无功电压自动控制系统基于成熟的系统软件平台实现。系统软件平台应支持以下功能。
1、支持多种电压无功调度方式，包括电压/无功曲线、实时指令，可快速响应调度命令
2、实现光伏电站并网点无功电压的自动控制
3、综合考虑并网点电压/场内电压、无功/功率因数，采用多目标优化分区策略实现并网点的自动电压无功控制
4、可实现分接头、逆变器、SVC/SVG、电容器组等设备的协调控制
5、所有被控对象（逆变器、分接头、SVC/SVG）都设有功能投切软压板，支持遥控，可实时指定参与/不参与有功/无功控制
6、可对有功、无功等历史数据进行统计、存储及图表显示
7、采用数据预判机制，判断采集数据的有效性，保证系统的可靠控制
8、完善的闭锁机制，考虑数据无效、通讯中断等异常条件，灵活可设，为正确控制提供可靠闭锁
9、与逆变器和无功补偿装置通信支持OPC或Modbus等多种通信协议
10、光伏电站AVC主控单元及远动通信单元均采用无转动硬盘、无风扇的工业级设计，保证可靠性
11、符合光伏电站接入电力系统的技术规定
12、系统完全支持IEC61850标准
AGC功率控制系统：
采集所要监视的功率（35kV 母线电压电流），送到后台进行分析处理后，传送给各逆变室现有的通讯管理机，利用RS485 口通过通讯方式对各个逆变器进行指令控制。以实现光伏限发。
三、AVC控制主机简介
AVC主机的任务是在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的方式控制光伏电站的总无功功率，维持并网点电压，使其满足电力系统需要。AVC主机根据设定的母线电压值或由省中调给定的各站无功功率或电压曲线及安全运行约束条件，并考虑机群的限制，根据一定的算法，合理分配机群间的无功功率，维持并网点母线电压在给定的变化范围。
AVC主机的控制对象包括：分接头、电容器、SVC、逆变器
四、AVC远动通讯装置/AGC综合通信管理终端简介
远动通信装置/综合通信管理终端作为站控层的一种重要设备，经网络以标准规约与间隔层装置通信，把所采集到的数据送到内部几个独立的数据库中，经规约转换后完成与调度中心的通信，实现“四遥”功能。目前标准的远动通信装置应具有以下主要功能与特点：
1、嵌入式装置型主机、采用嵌入式QNX操作系统；具备32位CPU、1GHz主频、128M内存、12*4大屏幕汉化液晶显示。
2、主板采用全悬浮地设计；装置机箱内接线无排线连接，防止老化引起故障；装置前面板具有串口、以太网通讯指示灯，增强了可维护性；无风扇、硬盘等转动部件。
3、硬件上具有十个串口（RS232、RS485方式可选）、六块以太网卡、两块LON网卡，可与多个调度端同时实现独立通讯。
4、能适应各级调度的通信规约：DL/T634-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634-2002（IEC60870-5-104）、CDT、DNP3.0、DISA、SC1801、LFP等常用远动规约。
5、具有运行维护接口，具有在线诊断、远方诊断功能；远动软件可按需配置、调试维护灵活方便、可以通过网络下载、调试；并且具备友好的人机界面。
6、具备SOE事件记录功能、保证SOE分辨率不小于1ms，保留128条SOE信息空间，并且做到切机或者切通道时SOE不重发、不漏法；具备遥信、遥测转发功能，保证遥信的刷新时间小于1秒，遥测的刷新时间小于3秒，可以逐点设置各遥测点死区值。
7、能正确响应主站的遥控、遥调操作，并且具备遥控闭锁功能。
8、具备中央I/O信号（闭锁开入、音响报警开出等）。
五、AVC电压无功自动控制系统与其他系统的通信接口
光伏电站AVC控制系统的通讯对象主要有：上级调度主站系统和风机监控系统。要求如下：
（1） 上级调度主站系统
光伏电站各种实时数据通过远动通信装置与调度进行通信，上传至电网；调度下发的AVC指令，由远动通信装置转发至AVC控制主机。支持101/104等远动规约。
（2） 光伏逆变器
AVC从光伏逆变器采集逆变器运行数据，同时下发无功控制令到逆变器。接口规约多采用Modbus-TCP规约。
逆变器实时有功功率
逆变器实时无功功率
逆变器潜在有功功率
逆变器潜在无功功率
逆变器无功指令
（3） 升压站监控系统
升压站监控系统为AVC系统提供关于光伏电站变电站的信息。光伏电站AVC控制系统和升压站监控之间优化控制子站获取的参数包括无功补偿设备投切情况、无功补偿设备类型及容量；电网电压、频率、并网点有功功率、无功功率等。
（4） SVG/SVC 动态无功补偿装置
无功补偿系统状态（可以投入运行、已经投入运行、故障、检修）
无功补偿系统实发无功功率，发出无功时为正，吸收无功时为负
无功补偿系统可发出最大无功功率
无功补偿系统可吸收最大无功功率
无功补偿系统调节分辨率
无功补偿系统调节指令
六、结语
目前AVC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统已成为光伏电站中必配的控制系统，希望通过本文的介绍能够引起光伏行业的高度重视，使两套系统在光伏工程中发挥出更大作用。
参考文献
[1].电力工程电气设计手册-电气二次部分 卓乐友 1987
[2].光伏发电站设计规范 GB50795-2012
[3].光伏电站接入电网技术规定 Q＼GDW617-2011
作者简介：徐何君（1980-），男，工程师，从事电气专业设计