地面光伏電站無功功率補(bǔ)償裝置

時(shí)間：2022-05-25作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：202

伴隨著太陽能發(fā)電做為首要的綠色能源，被廣泛運(yùn)用于光伏電站中。但因?yàn)楣夥l(fā)電設(shè)備的功率會(huì)遭受氣溫和溫度等原因危害，且這個(gè)危害具備偶然性，會(huì)造成并營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)輸出的功率因素發(fā)生變化，這時(shí)就要系統(tǒng)的無功功率輸出開展調(diào)整，進(jìn)而完成對(duì)并營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的電流開展平穩(wěn)。

在電網(wǎng)運(yùn)作環(huán)節(jié)中，伴隨著時(shí)間段變動(dòng)的輸出功率不但會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定導(dǎo)致危害，還會(huì)繼續(xù)對(duì)電力的品質(zhì)產(chǎn)生危害，而伴隨著風(fēng)力發(fā)電運(yùn)用的增加，其對(duì)電磁能和電網(wǎng)的危害會(huì)越來越大。

因而，應(yīng)融合發(fā)電廠的實(shí)際情況，充分利用功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備，為發(fā)電廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性、平穩(wěn)運(yùn)作給予穩(wěn)定確保和為供電系統(tǒng)給予電力工程支撐點(diǎn)。

無功功率時(shí)尚潮流方位

路面發(fā)電廠對(duì)無功負(fù)荷關(guān)鍵危害設(shè)備為網(wǎng)站內(nèi)部降壓變壓器、變壓路線和聚集站路線。大白天路面發(fā)電廠關(guān)鍵無功負(fù)荷危害是網(wǎng)站內(nèi)部降壓變壓器和路線導(dǎo)致的有功耗損，這時(shí)光伏電站從電網(wǎng)消化吸收無功負(fù)荷；晚間關(guān)鍵無功負(fù)荷危害是降壓變壓器滿載運(yùn)作的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器無功功率及路線上的負(fù)載無功功率，負(fù)載情況下無功負(fù)荷返送電網(wǎng)。

目前SVG賠償計(jì)劃方案詳細(xì)介紹

就現(xiàn)在狀況來講，大部分光伏電站選用安裝SVG無功補(bǔ)償設(shè)備計(jì)劃方案，因?yàn)镾VG這類無功補(bǔ)償調(diào)整設(shè)備對(duì)工作電壓操縱能力光滑、響應(yīng)速度短，即使在欠電流的情形下，賠償能力也很強(qiáng)，能不錯(cuò)的改進(jìn)光伏電站的特性，確保電磁能的品質(zhì)，合理提升電網(wǎng)可靠性。

1. SVG基本原理

SVG型無功補(bǔ)償設(shè)備是一種選用IG全控型數(shù)字功放型無功功率產(chǎn)生器，不會(huì)再使用大空間電力電容器和串聯(lián)電抗器，反而是根據(jù)功率器件電源開關(guān)作用完成無功功率動(dòng)能的變換，能動(dòng)態(tài)性傳出和消化吸收無功負(fù)荷，SVG功率模塊是由好幾個(gè)IG電子器件與電力電容器串聯(lián)和并聯(lián)而成的電橋電路，根據(jù)變壓器串聯(lián)在電網(wǎng)上。串聯(lián)電抗器能合理有效的抑止SVG開關(guān)電源電路造成的諧波電流，使SVG輸出的無功負(fù)荷無階躍起伏較為光滑，避免電動(dòng)機(jī)沖擊性產(chǎn)生常見故障。SVG基本原理分析圖如下所示所顯示：

2. SVG的設(shè)備組成和優(yōu)點(diǎn)

2.1 關(guān)鍵設(shè)備組成

SVG設(shè)備關(guān)鍵由聯(lián)接串聯(lián)電抗器（聯(lián)接變電器）、起動(dòng)器、IG換流器自力式調(diào)節(jié)閥和控制技術(shù)等部份組成。

● 聯(lián)接串聯(lián)電抗器：完成電氣隔離，提升可靠性指標(biāo)，抑止電流量基因突變

● 起動(dòng)器：緩存運(yùn)行電源電路，減少并網(wǎng)沖擊性

● IG換流器自力式調(diào)節(jié)閥：關(guān)鍵部件，完成輸出功率即時(shí)轉(zhuǎn)換

● 自動(dòng)控制系統(tǒng)：即時(shí)收集電流強(qiáng)度數(shù)據(jù)信號(hào)，測(cè)算剖析無功負(fù)荷與電力系統(tǒng)

2.2 SVG優(yōu)勢(shì)

SVG已廣泛運(yùn)用于發(fā)輸變電的各個(gè)階段，如風(fēng)力發(fā)電、供電系統(tǒng)、電化鐵路、城市公共交通、飛機(jī)場(chǎng)、海港、冶金工業(yè)、化工廠等眾多領(lǐng)域，對(duì)比于傳統(tǒng)的的彌補(bǔ)設(shè)備有下述優(yōu)勢(shì)：

● 響應(yīng)時(shí)間快，SVG能合理有效的抑止工作電壓起伏閃變

● 低壓特點(diǎn)好，輸出電流量不會(huì)受到母相電壓危害，能有效的支撐點(diǎn)母相電壓

● 賠償特性好，無功負(fù)荷雙重可調(diào)式，能迅速調(diào)整有功輸出，確?？荚u(píng)點(diǎn)功率因素合格

● 運(yùn)作耗損小，由傳統(tǒng)式賠償設(shè)備對(duì)比，功率器件運(yùn)作高效率，耗損小

● 諧波電流特點(diǎn)好，輸出電壓、電流量諧波電流失真率小

逆變器替代SVG的可行性分析

逆變器一端聯(lián)接著光伏發(fā)電系統(tǒng)，一端聯(lián)接著電網(wǎng)，做為光伏電站和電網(wǎng)的公路橋梁，對(duì)提升太陽能發(fā)電電力工程的電網(wǎng)友善性，起著主導(dǎo)作用。依據(jù)光伏電站設(shè)計(jì)方案通常必須配備光伏電站并網(wǎng)容積的20%--30%的SVG 動(dòng)態(tài)性無功補(bǔ)償設(shè)備用以并營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)處功率因素的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償調(diào)整。

現(xiàn)階段并網(wǎng)型太陽能發(fā)電逆變器有者大范疇的功率因素調(diào)整和瞬間回應(yīng)能力，因而對(duì)于逆變器替代SVG賠償設(shè)備的可行性分析做如下所示剖析。

1. 賠償容積比照

依據(jù)光伏電站設(shè)計(jì)方案無功補(bǔ)償配備規(guī)定，例10MW光伏電站，需配備無功補(bǔ)償設(shè)備容積為2Mvar--3Mvar，則10MW光伏電站需配備太陽能發(fā)電逆變器（HT225kW）約45臺(tái)，每臺(tái)逆變器的無功補(bǔ)償量為±148.5kVar，逆變器總賠償無功功率量為6682.5kVar。逆變器的無功補(bǔ)償量較高，調(diào)整裕量充裕，從無功補(bǔ)償容積層面可以取代SVG功效；逆變器具備的SVG作用，從響應(yīng)速度也一樣達(dá)到電網(wǎng)對(duì)工作電壓動(dòng)態(tài)性回應(yīng)的規(guī)定。

2. 運(yùn)作可靠性分析

現(xiàn)階段光伏電站應(yīng)用的SVG是集中型調(diào)整賠償設(shè)備，通常SVG以10KV或35KV的額定電壓連接，必須完備的保護(hù)設(shè)備及靠譜的監(jiān)控系統(tǒng)，若設(shè)備出現(xiàn)異?；蚓S修的時(shí)候SVG需撤出運(yùn)作，造成光伏電站沒法調(diào)整無功補(bǔ)償。

對(duì)比于SVG動(dòng)態(tài)性無功補(bǔ)償設(shè)備，逆變器運(yùn)作較靠譜，就算每臺(tái)或幾臺(tái)設(shè)備存有常見故障都不危害別的太陽能發(fā)電列陣逆變器的賠償。針對(duì)光伏電站受外部環(huán)境干擾的輸出功率起伏，逆變器分散化賠償較為精確。

3. 運(yùn)作耗能剖析

較先大中型路面發(fā)電廠的SVG由串聯(lián)電抗器或變電器與電網(wǎng)聯(lián)接，晚間太陽能發(fā)電無出力時(shí)，SVG設(shè)備本身的滿載耗損和光伏發(fā)電系統(tǒng)路線、降壓變壓器等設(shè)備的有功耗損可視作數(shù)值，在晚間關(guān)機(jī)時(shí)SVG的耗能**過逆變器。

次之因?yàn)镾VG由好幾個(gè)IG功率模塊串連而成，設(shè)備熱值大，且IG功率模塊對(duì)附近空氣相對(duì)濕度、溫度、煙塵、腐蝕等規(guī)定非常高，需配備相對(duì)應(yīng)的功率大的制冷去濕設(shè)備（工業(yè)空調(diào)或水冷散熱），因而針對(duì)耗能的合理性層面逆變器存有一定的優(yōu)點(diǎn)。

4. 設(shè)備安裝比照

SVG動(dòng)態(tài)性無功補(bǔ)償設(shè)備安裝占地總面積大且必須在開關(guān)站內(nèi)留出電源開關(guān)出線柜，提升了相對(duì)的基本建設(shè)運(yùn)營成本和維護(hù)成本費(fèi)。比照機(jī)SVG設(shè)備，逆變器有安裝便捷、占地總面積小，設(shè)備故障率低且有利于運(yùn)維管理的優(yōu)點(diǎn)。

5. 成本費(fèi)比照

SVG無功補(bǔ)償設(shè)備一般為1.1倍長期性運(yùn)轉(zhuǎn)的**負(fù)荷能力，1.1倍過載能力對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)直流電側(cè)、變壓設(shè)備、電纜線等成本費(fèi)節(jié)約優(yōu)點(diǎn)小。比照逆變器（HT225kW）有1.6倍以上**配能力，針對(duì)逆變器設(shè)備采購成本、交直流電源電纜線成本費(fèi)節(jié)約優(yōu)點(diǎn)顯著。

結(jié) 論

現(xiàn)階段已經(jīng)有路面光伏電站與逆變器生產(chǎn)廠家開展相對(duì)應(yīng)的逆變器替代SVG試驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到電網(wǎng)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)目荚u(píng)規(guī)定。實(shí)驗(yàn)里將本來配備的 SVG 設(shè)備撤出電網(wǎng)，所有的無功功率命令由太陽能發(fā)電逆變器實(shí)行。檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示逆變器針對(duì)無功功率操縱能力、無功功率精度及其電網(wǎng)工作電壓精度等層面，都合乎國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

因此并網(wǎng)逆變器無功補(bǔ)償能力跟 SVG 集中化無功補(bǔ)償設(shè)備相較為具備一定的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)采用并網(wǎng)逆變器對(duì) SVG 集中化無功補(bǔ)償設(shè)備取代，就能降低針對(duì) SVG 設(shè)備購置的投入開支，與此同時(shí)節(jié)省設(shè)備運(yùn)維管理成本費(fèi)，及其降低太陽能發(fā)電升壓站內(nèi)占地總面積。因而逆變器替代SVG動(dòng)態(tài)性無功補(bǔ)償設(shè)備有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)。


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