光伏发电站出力具有间歇性和随机性的特点。图17．4是某10MWp光伏电站9月份典型日出力曲线，纵坐标单位是功率kW，横坐标单位是小时。可见晴朗天气光伏发电站出力形状类似正弦半波，中午时分达到最大，偶尔有云层出现，出力随之减少，功率出现波动；多云天气时，云层活动频繁，出力波动也随之加快；而阴天由于受到云层遮挡，辐照度较小，导致光伏发电站出力较小并有波动。
图17．4 光伏电站典型日出力曲线（a）晴天 （b）多云天气 （c）多云天气 （d）阴天
光伏电站的出力特性取决于电站安装地的阳光辐射情况，各个地区的情况各不相同，中国西北某地区统计结果表明，该地区光伏发电站10%～40%峰值出力的概率大于10%，而40%～90%峰值出力概率大于5%，光伏发电站的出力在大范围内波动，电站日出力最大值集中在11∶00～14∶00之间。
17．4．1．2 光伏电站集群的电网接入(www.xing528.com)
图17．5为典型光伏发电站内部汇集网结构。大型光伏发电站的电气与并网接入系统由电站内部汇集网、电站出口升压站及并网联络线组成。它以光伏并网逆变器交流输出端为起点，逆变器出口电压（270V或更高，取决于光伏板的输出特性及成组方法）经变压器升压后（一般为10kV）接入光伏电站内部汇集网，汇集网汇聚电力至电站出口升压站的低压母线（一般为35kV升压站），升高电压后经并网联络线接入上级并网变电站的低压母线。对于大型光伏发电基地，一个并网变电站可以接入多个光伏发电站。并网变电站的高压母线即为光伏电站集群的公共并网节点PCC（Point of Common Coupling），光伏电力经并网变电站升压后注入高压输电系统进行远距离电力输送。由于光伏电站出力特性的波动性，需要在每个光伏电站的出口升压站及光伏发电站集群的并网变电站配置无功补偿装置以稳定光伏电站出口处及并网点PCC的电压。
图17．5 大型并网光伏发电站内部汇集网
大型光伏发电基地的控制与保护系统包括：集控主站、子站、场站和光伏发电组件的四层控制结构、连接各控制站点的高速信息系统、主站与调度管理及风光联合预测系统的信息交换接口。系统各功能模块包括实时监测网络与数据支撑、运行优化与调度计划分解、在线预警与辅助决策、有功／无功控制、安稳控制等模块。功率预测、预报系统依据测光网络和天气预报数据预测发电站的发电功率，安排发电计划。对有功功率的控制一种是通过调整光伏板的日照辐射角度实现，这类电站的投资较大，另一种办法是通过投切光伏发电单元实现。电网友好型光伏发电站正常运行时不一定工作在最大功率跟踪状态，便于实现发电功率的上下可调节。发电站升压站的无功补偿装置一般工作在就地无功电压控制模式，由装置本身依据接入点电压的波动自动控制收发无功功率；并网变电站的无功补偿设备接受电网的调度，由调度依据系统无功需求发出调节指令。
大规模光伏发电基地的发电功率具有随机性、波动性等特点，同时覆盖的空间范围广且涉及众多的经济体，发电功率控制难度很大。集群控制系统结合光电功率预测系统，建立包括主站、子站、场站、光伏组件四个层次的多智能体代理系统，各层次的智能体代理既可以独立实现本层次控制范围的有功功率目标化控制，亦可实现上下级代理间（纵向）和同层次代理间（横向）的优化协调，最终实现大规模光伏发电功率的平稳输出控制。大规模光伏发电集群既可响应电网调度系统计划命令，从而响应大电网功率控制和频率调节需求，亦可实现集群内部各经济体发电出力的公平合理分配。
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