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    光伏無功補償系統(tǒng)

    所屬分類光伏無功補償系統(tǒng)

    024-83863263

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    光伏無功補償系統(tǒng)


    隨著新能源光伏發(fā)電的廣泛應(yīng)用,大量的自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式的光伏電站接入系統(tǒng),由于此類電站與用電用戶共用同一個計量點,光伏系統(tǒng)往往在用戶計量點后并網(wǎng)接入,發(fā)電能量低壓優(yōu)先消耗,剩余發(fā)電量逆向傳輸向電網(wǎng),因此導(dǎo)致計量點位置的用電功率因數(shù)考核不達標情況出現(xiàn),所以很多工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入后,用戶用電考核出現(xiàn)功率因數(shù)考核不達標,產(chǎn)生大量的力調(diào)電費罰款問題的出現(xiàn),我司針對此問題研發(fā)出一套解決方案——光伏無功補償系統(tǒng),該方案解決了很多企業(yè)安裝光伏發(fā)電之后產(chǎn)生罰款的問題。

     


    方案中的無功補償系統(tǒng)通過4G云平臺的形式,將現(xiàn)場所有設(shè)備運行狀態(tài)、實時數(shù)據(jù)、進行上傳,可以支持手機端APP,PC端訪問等形式,實時監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)與補償效果,進一步確保最終補償效果達標。

    SVG補償設(shè)備啟動后,系統(tǒng)中SVG自身、新增多功能電度表、系統(tǒng)原有計量表計以及后臺系統(tǒng)中的實時功率因數(shù),均達到0.999的水平,系統(tǒng)采樣正確,數(shù)據(jù)傳輸正常,補償效果良好,通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)查看累計電度功率因數(shù)(等效于電力考核功率因數(shù)數(shù)據(jù)),累計電度功率因數(shù)達到0.95以上,完全解決用戶月底功率因數(shù)考核不達標,力調(diào)電費罰款問題。


    分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入對用戶無功補償?shù)挠绊懛治?/span>
    隨著光伏發(fā)電技術(shù)的升級與發(fā)展,越來越多的工廠用戶選擇分布式光伏發(fā)電,利用廠區(qū)屋頂空間安裝光伏發(fā)電組件,就地發(fā)電以供生產(chǎn)使用,采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)的策略,當本地用電量滿足情況下,光伏發(fā)電系統(tǒng)剩余發(fā)電量送入電網(wǎng),以獲取盈利。

    在自發(fā)自用余電上網(wǎng)的模式下:

    1.當分布式光伏電站發(fā)電時,由于光伏系統(tǒng)所發(fā)電的初始功率因數(shù)為1,不含有無功功率

    2.而用電負載在進行生產(chǎn)作業(yè)時,必須有無功功率支撐

     

    由此可見,隨著分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率逐步加大,在自發(fā)自用,余電上網(wǎng)的情況下,由于系統(tǒng)從市電所取用有功功率下降,但是取用的無功功率仍然全部從市電取用,會使得系統(tǒng)中市電側(cè),有功功率趨近于0,無功功率保持不變:

    系統(tǒng)功率因數(shù)PF會隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率變化而降低,會導(dǎo)致供電公司功率因數(shù)考核不達標,造成力調(diào)電費罰款。

    同時需要注意的是:系統(tǒng)中用電功率并非恒定不變,會存在波動變化;分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率也并非是恒定不變;兩種變化波動疊加以后,會導(dǎo)致電網(wǎng)提供的有功功率會呈現(xiàn)出大小變化劇烈,波動頻繁的特點,對系統(tǒng)中無功補償柜的響應(yīng)速度、補償能力會是更嚴峻的考驗。

     

    會出現(xiàn)4種情況:

     

    1.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)不投入時:

     

    當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)不投入運行時。

    系統(tǒng)中所有負載設(shè)備所需有功功率均由電網(wǎng)提供,負載設(shè)備所需無功功率由系統(tǒng)中無功補償柜補償大部分,同時電網(wǎng)提供少部分無功功率。

    則在電力考核點,設(shè)備功率因數(shù)為:

    系統(tǒng)用電負載的總功率不變,電容柜補償狀態(tài)良好

    假設(shè):P=350KW   Q=250kVar    補償=40kVar*10

    當設(shè)備運行時,則在市電進線柜功率因數(shù)為:

     

     

    2.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)投入,光伏發(fā)電系統(tǒng)功率<用電功率時:

    當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)投入運行,但光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率并不滿足現(xiàn)場所有負載設(shè)備的有功用電需求時。

    負載設(shè)備所需有功功率由(分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)電源+電網(wǎng)電源)組成,負載設(shè)備所需無功功率由系統(tǒng)中無功補償柜子補償一部分,同時電網(wǎng)提供部分無功功率。

    此時電網(wǎng)向用戶提供功率為(部分有功功率+部分無功功率),則在電力考核點,設(shè)備功率因數(shù)為:

    系統(tǒng)用電負載的總功率不變,電容柜補償狀態(tài)良好

    P=350KW     P1=300KW   Q=250kVar    補償=40kVar*10

    當設(shè)備運行時,則在市電進線柜功率因數(shù)為:

     

     

    3.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)投入,光伏發(fā)電系統(tǒng)功率=用電功率時:

     

    分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)投入運行,光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率=現(xiàn)場所有負載設(shè)備的有功用電需求時。

    則系統(tǒng)中所有用電負載設(shè)備的有功功率均由光伏發(fā)電系統(tǒng)提供,電網(wǎng)只向用電負載提供無功功率。

    系統(tǒng)中無功補償柜提供負載設(shè)備的大部分無功需求,此時電網(wǎng)向用戶提供功率僅為部分無功功率,則在電力考核點,設(shè)備功率因數(shù)為:

    系統(tǒng)用電負載的總功率不變,電容柜補償狀態(tài)良好

    P=350KW     P1=350KW   Q=250kVar    補償=40kVar*10

    當設(shè)備運行時,則在市電進線柜,市電提供的有功功率為0,無功功率經(jīng)過補償柜補償后,市電提供無功功率10kVar,

    此時市電沒有提供有功功率,僅提供無功功率,功率因數(shù)不可計。

     

    需要注意的是,由于電網(wǎng)側(cè)此時并不流入任何有功功率,此時電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)無法計算,所以系統(tǒng)中的無功補償柜極有可能出現(xiàn)故障,無法投入補償。

     

    4.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)投入,光伏發(fā)電系統(tǒng)功率>用電功率時:

     

    在此情況下,系統(tǒng)用電負載的總功率不變,電容柜補償狀態(tài)良好

    P=350KW     P1=400KW   Q=250kVar    補償=40kVar*10

    當設(shè)備運行時,則在市電進線柜,光伏發(fā)電系統(tǒng)反向倒送有功功率50KW,用電負載由市電提供無功功率,無功功率經(jīng)過補償柜補償后,市電提供無功功率10kVar,

     

    由于此時有功功率為反向,所以功率因數(shù)PF=-0.98

    需要注意,在此時,僅具備四象限判斷功能的無功補償控制器可以正常運行,由于此時有功電流屬于倒送狀態(tài),可能會導(dǎo)致系統(tǒng)中無功補償柜無法正常運行。

    傳統(tǒng)無功補償柜采用分組電容補償(40kVar*10),實際補償模式為階梯式投切,最小階梯容量為單組電容器的補償容量。

     

    階梯式投切補償,必然無法出現(xiàn)完全吻合系統(tǒng)需求的補償,隨著系統(tǒng)無功功率的變化,必然會出現(xiàn)補償不到的范圍,補償間隙。

    系統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)進線柜中,有功功率與無功功率二者之間的比值越大,有功功率越高,無功功率越低,則系統(tǒng)功率因數(shù)越好。

     

    但由于傳統(tǒng)無功補償電容柜存在補償間隙的原因,實際上存在最低補償精度,當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)投入使用后,電網(wǎng)側(cè)進線柜所提供的有功功率越下降,越接近無功補償電容柜的補償最低精度,無功補償柜補償效果越差。

     

    負載設(shè)備用電功率不變,隨著分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率的逐步上升,同時電網(wǎng)側(cè)進線柜的有功功率會逐步下降,甚至出現(xiàn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)倒送有功功率上電網(wǎng)的情況,所以在此情況下,不同階段的電網(wǎng)進線柜功率因數(shù)(PF1>PF2>PF3>PF4)越來越小。

    實際上用戶現(xiàn)場用電情況要更為復(fù)雜,是由上述的4中階段混合組成,其中還可能存在隨即變化的情況,由于系統(tǒng)中用電負載存在功率波動,同時分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率也存在波動情況的發(fā)生

     

    二者影響相疊加,從而導(dǎo)致了電網(wǎng)側(cè)進線柜的有功功率會出現(xiàn)大小變化劇烈,波動頻繁的特點,在此基礎(chǔ)上,傳統(tǒng)無功補償柜存在補償間隙的話,無法滿足系統(tǒng)中無功補償?shù)男枨?,不能使系統(tǒng)電網(wǎng)進線側(cè)功率因數(shù)達標。

     

    最終由于系統(tǒng)中有功功率的頻繁波動,導(dǎo)致出現(xiàn)功率因數(shù)的頻繁波動,短時間內(nèi)無功補償柜內(nèi)頻繁的電容器組投切,會嚴重影響到無功補償柜的電容器組的性能,導(dǎo)致電容器組容量衰減,嚴重者會導(dǎo)致現(xiàn)場原有無功補償柜出現(xiàn)失效,無法進行正常的無功補償工作。

    出現(xiàn)上述問題的原因,一方面在于系統(tǒng)中電網(wǎng)所供應(yīng)的有功功率的頻繁變化,另一方面則是傳統(tǒng)無功補償柜的階梯式補償模式導(dǎo)致。

    傳統(tǒng)無功補償柜的補償方式與控制邏輯無法滿足在有分布式光伏發(fā)電接入的用戶現(xiàn)場的無功補償需求。

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