光伏发电技术由来已久,它利用光生伏特效应将太阳辐射转化为电能。近年来,由于工业发展带来了大量化石燃料燃烧,自然环境遭受了巨大的破坏,光伏发电这一清洁能源逐渐被人们关注和重视。然而,光伏发电技术也有其自身难以克服的缺陷：功率输出的波动性难以控制,从而造成了光电在普及上的困难。现今,对此问题普遍的做法和研究方向是利用蓄电池或者超级电容器等储能元件的充放电来缓解光伏发电输出波动。但受限于储能设备本身特点仍然难以大规模应用,同时还应看到,目前光伏功率预测准确率较低,使用储能难以实现较大功率缺额的填补。为了将更多光伏电站纳入电网,本文研究了一种基于光伏电站集群协调控制的方法,通过大片区域中多个光伏电站的配合实现总体输出功率上的稳定。这种方法的核心思想是：(1)将区域中光伏电站组织在一起,作为集群进行整体协调控制。(2)集群中每个子电站在光伏发电时留出必要的功率调节能力,用以平衡其他子站可能出现的较大功率缺额。(3)通过监控系统数字化升级实现光伏设备以及电站之间广泛的互操作性。本文首先对光伏发电的基础理论和基本设备进行了分析,分别研究了光伏发电在不同环境条件下的伏安特性曲线,分析了直流调压装置、逆变设备以及储能设备的控制原理。其次着重对光伏电站应用的各种控制方法进行了研究,这些控制包括最大功率跟踪控制、差值控制、逆变器的有功无功恒功率的并网控制、用以实现短时平抑波动的储能控制。接着,为了实现集群协调控制,本文考虑集中式和分布式两种协调方式。集中式协调是将所有子站信息汇总,将储能输出最小作为目标,在储能容量以及满足计划发电约束条件下优化求解。分布式控制则通过集群中光伏子站相互通信,通过子站上运行分布式控制协议使其运行时相互配合,使可输出功率较大的子站弥补因受环境影响无法完成预定出力的子站。最后,本文针对集群控制的要求研究了数字化光伏电站集群监控系统。为了实现更为广泛的兼容性,主要针对发电设备数字化和监控系统对数字化设备操作进行了研究。全文较为系统的分析了光伏电站实际工作时运用的控制策略和算法,提出了一种光伏电站集群集中式控制方法和一种分布式协调方法,并根据集群控制的需要对集群数字化监控系统进行了研究和数字化对接的实现。算例表明了文中方法的可行性,所用方法可以进一步研究。