中国储能网讯：

01.研究背景

  随着新能源渗透率不断攀升，系统惯量降低、调频能力受限，新能源主动参与调频已被提上日程。对于光伏电源，可通过预先储备部分功率(10%~20%)，以降低发电收益为代价获得一定调频能力。其实现的前提是估计当前光伏最大可用功率PMAPP，从而基于PMAPP和预设的储备功率选定光伏的运行点。目前获取PMAPP的方法：测量查表法需要额外增加辐照度、温度量测；曲线拟合法对算力要求较高，均用于集中式光伏场站。对于通信、算力、环境量测都匮乏的分布式光伏，PMAPP的估计、预设储备功率调整与集中下发均难以实现，使得分布式光伏难以参与调频。

02.主要内容和创新点

  1）光伏动态出力比表征方法。

  本文设计了一种光伏可用功率特征参量X=(Upv/Ipv)·(dIpv/dUpv)，可量化表征光伏实时出力占当前最大可用功率的动态出力比Rpv。如图1所示，在高出力比区间Rpv图片(0.65,1)，X与动态出力比Rpv呈现强线性关系，受光照、温度影响很小；对不同种类、装机容量和老化程度的光伏，X-Rpv仍在高出力比区间高度线性重合。因此，对于不同环境条件和不同类型的光伏，逆变器可根据光伏阵列的直流量测计算得到X，再基于以上线性关系，便可根据特征参量X快速估计动态出力比，从而避免对PMAPP的繁杂估计，适用于无通信、弱算力的光伏接入场景。

  2）光伏自适应频率支撑下垂调控。

  设计特征参量X-频率下垂控制。分布式光伏将根据测得频率f生成特征参量参考，经由封面图中所示的X控制外环产生参考光伏电压，进而调整光伏输出功率响应频率变化，实现频率就地自适应支撑。稳态下所有光伏的频率保持一致，基于X与Rpv的线性一致关系，所有光伏的出力比也大致相同，兼顾多机光伏参与频率支撑的出力公平性。传统方法按装机容量等比例储备功率以支撑频率，难以顾及实时环境、安装条件、老化程度等差异引发的实际出力偏差。而本文采用以实时最大可用功率PMAPP作为基准的动态等比例出力下垂调控，将更加公平合理地调控多机光伏参与频率支撑。

  最后通过仿真验证了所提控制的效果，如图2所示，外界频率变化时，分布式光伏将自适应调整出力响应频率变化，稳态下两台光伏的动态出力比相同，且与频率变化呈线性关系。暂态响应方面，所提策略作为控制外环嵌入光伏逆变器可不受通信条件制约，就地快速支撑频率；稳态下，提前储备更多出力将有助于改善频率跌落，但整体发电经济性仍受影响。

图2 仿真结果

03.后续研究方向或讨论话题

  后续研究将在就地控制的基础上，引入弱带宽通信调整动态出力比，以提升频率主动支撑时的发电经济性；同时还会将动态出力比用于光伏极高渗透率场景下低压配网的末端电压越限就地抑制等方面研究。