《光伏发电站功率控制系统技术要求gbt+40289-2021》详细解读

《光伏发电站功率控制系统技术要求gb/t40289-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4总体要求5控制系统功能和结构6数据采集与通信contents目录7启停控制8有功功率控制9无功电压控制10闭锁11控制过程记录12系统性能指标13系统检测contents目录附录A(资料性)光伏发电站功率控制模式附录B(资料性)光伏发电站功率控制系统结构附录C(资料性)光伏发电站理论发电功率计算方法011范围涵盖的内容适用于通过35kV及以上电压等级并网，以及通过10kV电压等级与公共电网连接的新建、扩建和改建光伏发电站。涉及光伏发电站并网运行时的有功功率控制、无功功率控制以及电能质量等方面的要求。本标准规定了光伏发电站功率控制系统的技术要求，包括系统的总体结构、功能要求、性能要求等。010203适用的对象光伏发电站的开发商、设计单位、施工单位以及运行维护单位等，需遵循本标准的技术要求进行光伏发电站功率控制系统的设计、建设、调试和运行。电网公司、电力调度机构等，在对光伏发电站进行并网管理和调度运行时，应参照本标准对光伏发电站的功率控制系统进行监督和评价。提高光伏发电站功率控制系统的技术水平，确保其安全、稳定、高效运行。标准的目的促进光伏发电站的并网性能，满足电网对光伏发电站的调度运行需求，提升光伏发电的消纳能力。推动光伏发电行业的技术进步和产业升级，助力实现碳中和目标。022规范性引用文件引用标准与依据本标准引用了包括光伏发电技术、电力系统自动化、电能质量等多个相关领域的国家和行业标准。引用标准确保了本技术要求的专业性、科学性和实用性，为光伏发电站功率控制系统的设计、制造、运行和维护提供了全面的指导。GB/T19964《光伏发电站接入电力系统技术规定》规定了光伏发电站接入电力系统的技术要求和测试方法，确保光伏发电站与电力系统的兼容性和稳定运行。GB/T31464《电网运行准则》描述了电力系统的运行条件、安全要求、调度管理等方面的内容，为光伏发电站功率控制系统的调度和运行提供了参考。GB/T12325《电能质量供电电压偏差》规定了供电电压偏差的限值和测量方法，光伏发电站功率控制系统需满足该标准，确保供电电压的稳定性和电能质量。具体引用文件举例规范性引用文件是制定《光伏发电站功率控制系统技术要求》的基础和支撑，确保了技术要求的严谨性和可操作性。通过引用相关国家和行业标准，使得本技术要求能够与其他相关领域的技术要求相衔接，形成一个完整、协调的标准体系。引用文件的意义引用文件的更新和修订将及时反映到本技术要求中，确保技术要求的时效性和先进性。033术语和定义指通过控制光伏发电站逆变器、汇流箱等关键设备，实现对光伏发电站输出功率的监测、调度与控制的系统。定义确保光伏发电站按照电力调度机构下达的调度指令进行功率控制，保障电力系统的稳定运行。功能光伏发电站功率控制系统指电力调度机构根据电力系统运行需要，向光伏发电站功率控制系统下达的功率控制目标值。定义包括实时调度指令、计划调度指令等，用于指导光伏发电站进行功率调整。分类调度指令定义指光伏发电站功率控制系统在接收到调度指令后，实际输出功率与指令值之间的偏差程度。要求控制精度应符合国家标准规定，以确保光伏发电站的准确响应和电力系统的稳定运行。控制精度定义指光伏发电站功率控制系统在接收到调度指令后，从接收到指令到实际输出功率开始变化所需的时间。要求响应时间应满足电力调度机构的要求，以确保光伏发电站能够及时响应调度指令，保障电力系统的实时平衡。响应时间044总体要求光伏发电站功率控制系统应遵循标准化的设计原则，确保系统的通用性和互换性。标准化设计系统应采用模块化设计，便于扩展、维护和升级，提高系统的灵活性和可靠性。模块化结构系统应具备良好的兼容性，能够适配不同类型和容量的光伏发电站，实现无缝对接。兼容性要求4.1系统架构010203数据存储与管理系统应具备完善的数据存储和管理功能，确保数据的完整性、安全性和可追溯性。实时监测系统应具备实时监测功能，对光伏发电站的各项运行参数进行实时采集、处理和分析。功率控制系统应能够根据电网调度指令或自身运行策略，实现对光伏发电站输出功率的精准控制。4.2功能要求系统应具备快速的响应能力，能够在接收到指令后迅速作出反应，确保功率控制的及时性。响应速度系统应实现高精度的功率控制，减小功率波动，提高电能质量。控制精度系统应具备良好的稳定性和可靠性，能够长时间稳定运行，降低故障率。稳定性与可靠性4.3性能要求网络安全系统应采取有效的网络安全措施，防范网络攻击和非法侵入，确保数据传输的安全性。数据安全系统应加强对敏感数据的保护，采用加密等技术手段，防止数据泄露和非法篡改。操作安全系统应具备操作权限管理功能，对不同用户设定不同的操作权限，防止误操作或恶意操作。4.4安全要求055控制系统功能和结构5.1控制系统功能功率控制根据电网调度指令或站内运行策略，实现对光伏发电站输出功率的灵活控制，包括有功功率和无功功率的调节。数据采集与处理实时采集光伏发电站运行数据，包括环境数据（如辐照度、温度等）、设备状态数据（如逆变器工作状态、汇流箱状态等）以及电能质量数据等，并进行必要的数据处理和分析。监控与报警对光伏发电站关键设备进行实时监控，一旦发现异常情况或故障，立即触发报警机制，通知运维人员及时处理。调度与通信与上级调度中心进行通信，接收并执行调度指令，同时上传光伏发电站的实时运行数据和报警信息。层次化结构：控制系统通常采用层次化结构，包括现场控制层、集中监控层和调度层。各层次之间通过高速通信网络进行数据交互和指令传达。冗余配置：为确保控制系统的可靠性，关键设备和通信链路通常采用冗余配置。当主设备或通信链路出现故障时，备份设备或链路能够迅速接管，确保系统的连续稳定运行。网络安全防护：控制系统具备完善的网络安全防护措施，包括物理隔离、访问控制、数据加密等，确保数据的安全性和完整性。同时，系统还具备入侵检测和防御能力，及时发现并抵御网络攻击行为。模块化设计：控制系统采用模块化设计思想，将不同功能划分为独立的模块，便于系统的扩展和维护。同时，模块化设计还提高了系统的可靠性和稳定性。5.2控制系统结构066数据采集与通信功率控制系统应具备实时数据采集能力，确保及时获取光伏发电站的各项运行数据。实时性采集的数据应准确反映光伏发电站的实际运行情况，避免误差和失真。准确性数据采集应覆盖光伏发电站的所有关键环节，确保数据的全面性和完整性。完整性6.1数据采集功率控制系统应采用标准的通信协议，确保与其他设备或系统的互联互通。通信协议数据传输速度数据安全通信系统应具备高速数据传输能力，以满足实时监控和数据分析的需求。通信过程中应确保数据的安全性，采取加密等措施防止数据泄露和非法访问。6.2数据通信6.3数据处理与存储数据存储系统应具备大容量数据存储能力，确保长时间运行产生的数据得到有效保存。同时，应支持数据的备份和恢复功能，以防数据丢失。数据处理功率控制系统应对采集到的数据进行处理，包括数据清洗、转换和计算等，以提取有用的信息。功率控制系统应提供标准的数据接口，方便其他系统或设备接入并获取所需数据。数据接口系统应具有良好的兼容性，能够支持多种不同型号、规格的光伏发电设备接入，实现统一的功率控制和管理。兼容性6.4数据接口与兼容性077启停控制目标确保光伏发电站安全、稳定地启动与停止，避免对电网造成冲击。意义提高光伏发电站的运行可靠性，降低故障率，延长设备使用寿命。启停控制的目标与意义启动控制应具备自动启动功能，根据预设条件（如光照强度、电网状态等）自动触发启动流程。同时，应支持手动启动操作，以满足特定需求。停止控制启停控制的技术要求在接收到停止指令或检测到异常情况时，应能够迅速、平稳地停止光伏发电站的运行。停止过程中应确保设备安全，避免对电网造成不良影响。0102VS按照预定的顺序依次启动或停止各个设备，确保整个过程的协调与稳定。并联控制对于大型光伏发电站，可以采用并联控制策略，同时启动或停止多个设备，以提高效率。顺序控制启停控制的实现方式电气保护设置相应的电气保护装置，防止过流、过压等异常情况对设备造成损坏。监控与报警实时监测光伏发电站的运行状态，一旦发现异常情况立即发出报警信息，以便及时处理。启停控制的安全保障措施088有功功率控制通过优化控制策略，确保光伏电站在各种环境条件下能够最大化发电量，提高能源利用效率。最大化光伏发电量根据电网的调度指令，及时调整光伏电站的有功功率输出，以维护电网的稳定运行。响应电网调度需求减小光伏电站功率输出的波动，降低对电网的冲击，提高电能质量。平滑功率输出有功功率控制目标精确性控制系统应具备高精度的功率控制能力，确保实际输出功率与设定值的偏差在允许范围内。快速性稳定性有功功率控制技术要求控制系统应迅速响应功率控制指令，及时调整光伏电站的输出功率，以满足电网的实时需求。在连续运行过程中，控制系统应保持良好的稳定性，避免因功率波动导致的设备损坏或性能下降。有功功率控制策略基于预测数据的控制利用光伏电站的历史数据和气象信息，预测未来的功率输出，并据此制定控制策略，以实现最大化发电量。协同控制智能优化控制与其他可再生能源发电站进行协同控制，共同响应电网的调度需求，提高整个电力系统的稳定性和经济性。运用先进的算法和人工智能技术，对光伏电站的功率控制进行智能优化，提高控制效果和能源利用效率。099无功电压控制优化无功功率分布，提高系统稳定性响应电网调度指令，实现无功功率的自动调节维持光伏发电站并网点电压在允许范围内无功电压控制目标010203基于并网点电压和无功功率的实时监测数据采用先进的控制算法，如模糊控制、神经网络等制定合理的控制策略，包括无功功率的分配和调节方式无功电压控制策略无功电压控制设备无功补偿装置，如电容器、电抗器等01电压调节设备，如变压器分接头、SVG等02自动化控制系统，实现设备的智能投切和调节03无功电压控制效果评估010203建立评估指标体系，包括电压合格率、无功功率控制能力等采集并分析实际运行数据，评估控制效果针对评估结果，提出改进意见和优化措施1010闭锁闭锁是指光伏发电站功率控制系统在特定条件下，自动或手动切断电源输出，以确保设备和人身安全的功能。定义防止设备故障扩大，保护光伏发电站及电网的安全稳定运行。作用闭锁的定义和作用闭锁的触发条件电网异常当电网出现故障或异常时，如电压波动、频率异常等，系统应能自动触发闭锁功能。设备故障当光伏发电站内部设备出现故障，如逆变器故障、电池板损坏等，应能及时闭锁相关设备，防止故障扩大。人为操作在紧急情况下，操作人员可以手动触发闭锁功能，以确保安全。闭锁的实现方式电气闭锁通过电气元件（如断路器、接触器等）实现电源的切断和隔离。通过控制系统软件逻辑判断触发条件，并下达闭锁指令。软件闭锁采用机械装置对关键设备进行物理锁定，防止误操作。机械闭锁在闭锁触发后，应尽快对电网、设备进行全面检查，找出故障原因。故障排查闭锁后的处理措施针对排查出的故障，采取相应的维修措施，并在故障排除后逐步恢复光伏发电站的正常运行。维修与恢复详细记录闭锁事件的相关信息，包括触发条件、处理过程等，以便后续分析和改进。记录与分析1111控制过程记录11.1记录内容光伏发电站功率控制指令的接收和执行情况，包括指令来源、指令类型、指令值、执行时间等信息。01光伏发电站功率实际输出情况，包括实时功率、发电量等关键数据。02控制过程中的异常和故障情况，如设备故障、通讯中断等，并记录相应的处理措施和结果。03010203采用自动化记录系统，确保数据的准确性和实时性，同时降低人工记录的错误率。设定合理的记录频次，以充分反映控制过程的细节和变化情况，又避免数据冗余。对记录数据进行定期备份和存档，以确保数据的安全性和可追溯性。11.2记录方式11.3记录用途010203用于分析光伏发电站功率控制系统的运行情况和性能，为优化控制策略提供依据。作为故障排查和定位的重要参考，提高故障处理的效率和准确性。为光伏发电站的运维和管理提供数据支持，助力提升电站的整体运营水平。1212系统性能指标12.1响应时间控制系统对功率变化的响应时间应满足相关标准，确保及时调整光伏发电站的输出功率。在规定时间内，系统应能够稳定地响应并控制功率输出，避免因响应时间过长而导致的能源浪费或设备损坏。12.2控制精度功率控制系统的控制精度应符合国家标准，确保输出功率的稳定性和准确性。在不同环境条件下，系统应能够保持较高的控制精度，降低功率波动对电网的影响。功率控制系统应具有较高的可靠性，能够长时间稳定运行，减少故障发生的概率。系统应具备自动检测和故障处理功能，及时发现并解决潜在问题，确保光伏发电站的安全运行。12.3可靠性指标12.4兼容性要求功率控制系统应具备良好的兼容性，能够适配不同类型和容量的光伏发电站。在新设备接入或系统升级时，应确保系统的平稳过渡和无缝衔接，避免因兼容性问题而导致的运行故障。1313系统检测13.1检测范围与目的检测目的确保系统稳定、可靠运行，满足设计要求，提高光伏发电效率。检测范围包括光伏发电站功率控制系统的各项功能、性能指标及安全防护措施等。13.2检测项目及方法安全防护检查对系统的安全防护措施进行全面检查，包括防雷、接地、抗干扰等，确保系统安全可靠。性能测试通过模拟各种工况条件，测试系统的响应速度、控制精度、稳定性等关键性能指标。功能检测验证功率控制系统的各项功能是否完善，包括数据采集、处理、控制策略执行等。13.3检测流程与要求根据系统实际情况，制定详细的检测计划，明确检测项目、方法、时间等要素。制定检测计划按照检测计划逐步实施，记录检测过程中的关键数据，发现问题及时汇报并处理。实施检测对检测数据进行全面分析，评估系统的性能状况，提出改进意见和建议。检测结果分析13.4检测的意义与价值提高系统可靠性通过全面检测，及时发现并处理潜在问题，确保系统稳定可靠运行。提升发电效率优化功率控制系统的性能，提高光伏发电效率，降低运营成本。保障安全运行强化安全防护措施，降低系统运行风险，确保人员和财产安全。14附录A(资料性)光伏发电站功率控制模式光伏发电站功率控制模式的定义功率控制模式是指光伏发电站根据电网需求、自身运行状况及外部环境条件，对光伏发电站输出功率进行控制和调节的方式。该模式可以实现光伏发电站与电网之间的友好互动，保障电网安全稳定运行，同时提高光伏发电的效率和利用率。光伏发电站功率控制模式分类恒功率控制模式根据电网调度需求或光伏发电站自身运行需要，设定一个恒定的输出功率值，通过控制系统调节使光伏发电站实际输出功率稳定在该设定值附近。有功功率调节模式根据电网频率、电压等参数的变化，实时调整光伏发电站的有功功率输出，以参与电网的有功功率平衡和调节。最大功率点跟踪（MPPT）模式通过实时调整光伏组件的工作电压和电流，使光伏组件始终工作在最大功率点上，从而输出最大功率。030201此外，随着智能电网技术的不断发展，未来光伏发电站的功率控制将更加智能化和自适应化，能够更好地适应电网需求和外部环境变化。选择哪种功率控制模式取决于具体的电网运行需求、光伏发电站自身条件以及外部环境因素等。在实际应用中，光伏发电站可能会根据不同时间段、不同季节或不同天气情况灵活切换不同的功率控制模式，以实现最优的发电效果和电网互动。光伏发电站功率控制模式的选择与应用01020315附录B(资料性)光伏发电站功率控制系统结构层次化设计光伏发电站功率控制系统通常采用层次化设计，包括站控层、间隔层、设备层等，各层次之间通过标准接口进行通信。模块化组成系统由多个功能模块组成，包括数据采集与处理、控制策略计算与执行、人机界面与交互等，便于扩展与维护。系统总体结构数据采集与处理模块010203实时数据采集系统能够实时采集光伏发电站内的各项运行数据，如光伏组件的电压、电流、功率等。数据预处理对采集到的原始数据进行必要的预处理，如滤波、去噪、归一化等，以提高数据质量和可用性。数据存储与管理将处理后的数据按照规定的格式存储在本地或远程数据库中，便于后续的分析与应用。功率预测与优化基于实时采集的数据和历史数据，运用先进的预测算法对光伏发电站的功率输出进行预测，并根据预测结果制定优化控制策略。控制策略计算与执行模块控制指令下发与执行将计算得到的控制指令下发至相应的执行机构（如逆变器、开关等），实现对光伏发电站功率输出的精确控制。安全性与可靠性保障在控制策略计算与执行过程中，系统需充分考虑安全性