大規模光伏發電集中并網后，光伏的波動性和“正調峰”特性對電網運行產生了嚴重的影響，光伏不同于常規能源的調頻、調壓、備用特性[1]。光伏的波動性、間歇性和“正調峰”特性所帶來的有功波動和不平衡量的調節，需要由系統中的常規能源機組承擔。大規模光伏功率波動，需要大容量的系統有功備用來平抑，這既不利于電網運行的經濟性，同時又產生了光伏發電集中接入后所帶來的潮流大范圍輸送、諧波、電壓波動和閃變問題，也嚴重影響了電網運行的安全和穩定[2]。從光伏發電并網后電網有功調度和控制角度來看，對光伏組件逆變器控制進行有功調節有較強的操作性。根據系統調頻的要求進行適當地有功備用分配，光伏發電參與系統的調頻會降低波動對系統頻率的影響，減少系統中常規能源機組對光伏發電出力波動執行有功補償量[3]，降低系統運行成本，從而更好地控制光伏發電并網成本，減小電網平衡壓力，在保證電網安全運行的前提下最大化消納光伏發電。

1控制模式及策略分析

1.1控制模式

根據光伏發電的特征，光伏發電有功控制只能采用2層控制模式，即調度端將控制指令下發至光伏發電站端控制系統，光伏發電站端控制系統通過啟停逆變器和調節逆變器出力的方式響應跟蹤控制指令，控制模式如圖1所示。

1.2控制策略

以最大化消納光伏發電為原則，常規能源調節容量不足時，調用光伏發電資源參與電網有功調節，為適應光伏發電發展不同階段的調節需求，考慮了多種有功控制策略[4]，如圖2所示。

1.2.1最大功率

控制曲線中相關時刻點的功率值為該光伏發電站的額定容量，確保光伏發電站出力保持最大出力跟蹤，不采取限出力措施。

1.2.2限制功率

調度端可在指定限制控制的同時，指定限制功率數值。控制曲線中相關時刻點的功率值為人工設置的限值。光伏發電站出力控制在設定限值以下。限值功率從切換時刻起，對以后的計劃值點修改為指定限值。當出現策略切換或計劃值無效時，切換到給定模式或取消控制，并改寫對應的下點計劃值，觸發式下發更新后計劃值。限制功率控制過程如圖3所示。

1.2.3按時段限制

調度端下發指定時段修改后的計劃曲線，光伏發電站跟蹤執行。相當于設置計劃模式的同時，將指定時段的計劃曲線修改為指定數值。同時也是對限制功率控制模式的擴展，將指定時段起點時間和終止時間的計劃值修改為指定值，時段結束后自動以一定斜率跟蹤到原始計劃，按時段限制控制過程如圖4所示。

1.2.4按日前計劃增減

調度端可在日前計劃基礎上指定日前計劃調整偏移量。相當于在原計劃曲線的基礎上，增量調整指定時段的計劃數值。可視作限制控制模式的延伸，光伏發電出力始終保持與最大可調出力固定偏差（限額）。按日前計劃增減模式的優點是在實時發電計劃制定中，對光伏留有部分有功備用，使光伏資源具有上調和下調出力的能力。按日前計劃增減控制過程如圖5所示。

1.2.5計劃跟蹤

調度端下發計劃曲線，光伏發電站跟蹤執行。控制曲線中相關時刻點的功率值為光伏發電計劃值，同時支持人工調整計劃，調整后的計劃曲線將按周期下發。在發電計劃曲線滿足實際運行需求的情況下，這種調節方式在實際運行中最為常用，也是最符合電網調度需求的一種控制策略。調度端根據發電計劃曲線選定控制策略，無需再進行任何操作，控制方式方便、實用。

2電網區域控制偏差的實時調度協調

大規模光伏發電并網后，為平滑光伏發電功率的波動，需要對發電計劃進行實時調整。常規機組在執行發電計劃時，由于機組爬坡率限制，實時調度中不足以跟蹤因光伏發電功率波動、大功率支援造成的聯絡線偏差，系統頻率問題仍需要系統中的常規機組執行自動發電控制（AutomaticGenerationControl，AGC）[2]。電網實際運行工況不同于計劃情況，在電網頻率恢復過程中，存在實時調度與AGC指令調節方向相反的可能性，在光伏發電計劃與實際發電偏差較大情況下，這種可能性出現概率和次數會明顯增加，影響電網調頻效果，同時增加了電網調頻難度。AGC承擔了較大的調節壓力，為保證AGC機組足夠的可調容量，在有功不平衡量調整結束后，實時調度逐步調整出力以恢復AGC機組最優調節容量。因此實時調度與AGC之間的協調，主要包括兩個方面：一是電網出現大幅度有功擾動、頻率恢復過程中，發生實時調度和AGC指令“反調”的協調控制；另一個方面是AGC調節過程結束后，實時調度與AGC互濟協調，使AGC可調容量恢復[3]。基于上述分析，實時調度發電計劃與AGC之間“反調”原因主要來自于發電計劃與實際出力的偏差及AGC調節能力的不足，要解決實際有功調度控制中反向調節帶來的資源浪費，減少光伏發電功率波動對電網的影響，一方面需要提高光伏發電計劃的制定水平；另一方面需要光伏發電參與電網AGC調節，與常規能源機組協調平抑電網功率波動帶來的影響。

3控制性能評估

光伏發電站有功控制實現方式不同于常規能源機組，同時光伏發電站有功控制主要采取限出力措施，受制于一次能源來源的間歇性和波動性，不具備上調節能力，因此針對光伏發電的控制性能，統計與考核方法與常規能源差別較大。調度端下發的計劃曲線是光伏發電出力上限值，光伏發電站應通過自身控制系統將全站出力控制在限值以下，以確保對電網運行的影響最小。為使統計信息能夠較好地反映光伏發電控制情況，在傳統火電機組有功控制指標統計方法的基礎上[3]，統計光伏發電控制精度和調節速率信息時，增加了控制帶寬統計，通過統計光伏發電控制精度、時段合格及調節速率指標，評估光伏發電控制效率。