光伏电站无功补偿容量选择

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1、光伏电站无功补偿容量选择光伏电站无功补偿容量选择　　随着全球能源消耗的不断增长，正当石油天然气能源渐见拮据、煤炭能源污染加剧、电供应日益成为"卡脖颈"问题的时候，太阳能引起了人们更多的关注。近年来，由于全国各地新的光伏政策的不断出台，各类有关于光伏发电产业的利好消息日渐增多，各地出现了一片光伏电站的抢装热潮，与此同时也带动了光伏相关行业的发展。　　静止无功发生器(SVG)作为静止无功补偿器(SVC)的更新换代产品越来越多的应用在各光伏电站中。文章选取青海当地1座20MW光伏电站为项目案例，对该电站的无功损耗进行计算，得出该电站无功补偿装置的容量配置，并与传

2、统无功补偿装置容量配置进行比较，得出光伏电站无功补偿装置容量最优配置方案。　　光伏电站无功损耗计算主要为线路无功损耗计算、变压器无功损耗计算。可通过计算以上损耗之和得出无功补偿所需配置容量。　　线路无功损耗计算　　QL=3I2X　　QL-线路电抗产生的无功损耗，kvar;I-线路额定功率下电流，A　　I=P/(√3Ucos?椎)　　P-线路额定功率，kW;U-线路额定线电压kv;cos-功率因数;X-线路等值电抗;　　X=xL　　x-导线单位长度电抗，Ω/km;L-线路长度，km。　　单台变压器无功损耗计算　　-变压器无功损耗，kvar;-变压器短路电压百

3、分比;-变压器空载电流百分比;-负载系数;-变压器额定容量，kvA.　　系统无功功率损耗　　Q=QL+QT　　文章选取青海当地1座20MW光伏电站为项目案例，该电站装机容量为20MW，分为20个1MW光伏发电单元，20个发电单元通过方阵内汇流箱进行1级汇流后，经20个逆变升压单元逆变升压后，由3个集电回路将电能送入到开闭站3个高压开关柜中，最终送入到公网以实现电站并网。　　电站集电线路无功损耗计算　　由于光伏并网电站为电源端，在一般情况下只给电网提供有功电能，即将太阳能光伏阵列的直流电能转换为与电网同频率、同相位的交流电能亏送给电网，故光伏方针内低压集电电

4、缆不作为光伏电站线缆无功损耗的主要因素，本次对光伏电站集电电缆无功损耗的计算主要为35kv集电电缆的无功损耗、200米35kv送出线缆无功损耗、6km架空线路无功损耗。　　35kv集电线路产生无功损耗　　由于该电站使用YJV22-35kv-3x70电缆作为集电电缆，3个回路集电电缆用量如表1所示：　　表1　　各集电回路电流为表2所示：　　表2　　查表3得YJV22-35kv-3x70电缆单位长度电抗为x=Ω/km　　集电回路无功损耗为表3所示：　　表3　　光伏电站至站外杆塔电缆无功损耗　　本站35kv送出电缆使用YJV22-35kv-3x240电缆，电缆单

5、位长度电抗为x=Ω/km　　35kv送出线路无功损耗为表4所示：　　表4　　架空线路无功损耗　　本站架空线路使用LGJ-240钢芯铝绞线，钢芯铝绞线单位长度电抗为x=Ω/km　　架空线路无功损耗为表5所示：　　表5　　综上，线缆无功损耗为：+5+=kvar　　变压器无功损耗计算　　该电站共计20个光伏发电单元，每个光伏发电单元装机容量为1MW，1MW光伏发电单元系统图如图1：　　如图1，每个光伏发电单元由若干汇流箱组成1级汇流单元，由2台直流柜构成2级汇流单元，由2台逆变器及1台S11-1000kvA，35/组成逆变升压单元。光伏发电单元中，由于逆变器本身

6、具有无功补偿效果，故只需计算20台箱式变压器无功损耗。　　箱式变压器参数：　　型号：S11-1000kvA，35/　　容量：1000kvA短路阻抗：%　　变压器空载电流比：%变压器台数：20　　下列计算方法为单台变压器无功损耗计算方法　　则，该电站20台箱式变压器无功损耗计算方法为：　　可得出变压器在不同负荷情况下所产生的无功损耗，如表6：　　通过对变压器各负载情况下的无功损耗计算可以得出，变压器最小负荷情况下所消耗的无功损耗为62kvar，满负荷情况下所消耗的无功损耗为1362kvar。根据对青海当地已建成部分光伏电站的平均发电负荷的统计得知，20MW光

7、伏电站的平均发电负荷约为70%左右，即变压器在70%负荷情况下无功损耗为699kvar，此时系统无功功率损耗　　Q=QL+QT=+699=　　通过以上计算，可为该电站配置补偿容量为的无功补偿装置。依据传统无功补偿容量的算法可得出，20MW光伏电站需配置的无功补偿容量约为电站装机容量的的10%左右，即2MVar，通过对比可以看出，如依据传统算法对无功补偿装置的容量进行计算，以一个20MW的电站为例，大约会造成月700kvar的装置容量浪费，多余补偿容量约占总配置容量的35%。　　无功补偿装置容量配置过大不但会增加项目的投资成本，造成项目投入的浪费，而且可能会

8、出现过补偿情况，造成站端电压升高，引起过电压情况的发生。近年来，大