分布式光伏发电并网无功补偿问题

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1、分布式光伏发电并网无功补偿问题（海宁蓝光新能源技术咨询有限公司浙江省海宁市）摘要：随着光伏电站容量的增大，光伏电站内部的无功损耗也逐渐增加,进而导致光伏电站内部和输电线路的有功损耗增加。此外，通常要求光伏电站应具有一定的无功备用容量，当电网发生故障时，有利于进行低电压穿越，为电网提供电压支持。鉴于此，木文对分布式光伏发电并网无功补偿问题进行了分析探讨，仅供参考。关键词：分布式光伏；并网点；无功补偿一、分布式光伏并系统近年来，分布式光伏电源的数量不断增多，考虑到分布式光伏阵列电池板数量少、功率小，常釆用小功率并网逆变器完成光伏并网功能，如下图所示。作为光伏并网系统中唯一的可控设备，逆变器必须具

2、有光伏最大功率点追踪和并网两项基木功能。对于小于5kW的并网系统，常采用单相逆变器;大于5kW的系统一般使用三相逆变器。此外，并网逆变器必须具有孤岛检测功能，且输出共模漏电流应小于各项标准规定值，以保障人员和设备安全。二、分布式光伏发电并网无功补偿问题分析1、无功补偿不足的问题由于逆变器输出的无功分量较小，分布式光伏系统接入工厂以后，如果原有的无功余量足够，一般不需要额外再增加电容器组。实际应用中，有工厂反映，接入光伏系统以后无功补偿正常投入，侃一段时间内有电费增加的情况。经过调查，这种现象发生在光伏接入点在无功补偿采样点上方的接线方式，而且光伏安装容量相对较大。特别是工厂某月度稳定负荷比平

3、时下降时，由光伏提供的功率比例大幅上升，可能超过设计时负荷的25%。此时，即使无功补偿控制器按设定的功率因数值进行补偿，但仍有一部分无功功率取自电网，对于电网考核点来说功率因数必然降低。A点为光伏接入前，电网下行功率P和Cb接入光伏以后，由于光伏提供功率AP,使得电网下行有功减少为P功率因数降低。要使考核点冋到原先的功率因数水平，则至少还需要增加无功ACb因此经常出现无功补偿不足吋，该无功补偿控制器应该调整为按无功功率补偿的方案。2、无功补偿退出的问题某齿轮厂屋顶光伏发电总装机容量为600kWp,分两个逆变器就近并入380V配电母线，再通过工厂内部设备与公用电网连接，10kV变压器容量为1

4、250kVA。由于光伏装机容量较小，考虑配电侧原冇的无功补偿装置能提供足够的无功，故没有另外再加装无功补偿。在接入光伏发电系统以后，.其中一个厂房（接入点1）的电气系统频繁出现功率因数下降的情况，功率因数在0.3〜0.7之间，而另一个厂房却运行正常。检査功率因数异常期间，无功补偿控制器出现报警（谐波），电容器1不能投入，即无功补偿退出。而且根据现场人员反映，功率因数低都是在光照条件好、逆变器输出最大的时刻。在后来的排查中试着拉开光伏接入1的开关，无功补偿恢复投入，测量此吋电网独立供电的下行功率为249.4kW（即厂房1负载功率）。重新合上光伏开关，由逆变器输出的功率为150.7kW。对比接入

5、点2的光伏输出功率相当，但厂房2的稳定负载功率超过了800kW。分析：该低压配电区无功补偿采样点取自10kV变压器低压侧电流，光伏接入点在取样CT以下。根据测得的负载大小和光伏输出功率推断，接入点1由于光伏提供了负载需要的大部分功率，导致无功补偿采样点的电流大幅下降（基波电流），谐波电流比例上升，超过了设定限值吋无功补偿退出。现场将无功补偿控制器1的谐波保护定值调高，谐波报警消失，电容器1又能投入补偿。至此，谐波超值问题似乎得到印证，但是该方法同吋削弱了谐波保护功能，不利于电容器长期运行。要解决本例中的功率因数下降问题，宜改用有源电力滤波器APF,通过动态跟踪补偿来补偿无功、抑制谐波。根据笔

6、者经历，对于同样的光伏并网点在补偿控制采样CT以下的接入方式，还可能出现另一种因补偿控制器故障引起的功率因数失调。通常工厂的生产活动不是固定的，由于负荷发生变化，当光伏系统输出功率P2大于接入区域的负载P3吋，就出现功率往变压器高压侧倒送的情况（P1O。此时，下行的无功功率Q不变，而P1变成Pl工作点从A点移到B点。对于很多非四象限的补偿控制器，一旦出现功率倒送的情况就无法测量功率因数，在报故障的同吋将电容器切出，导致无功补偿退出。因此针对工厂负载变化较大可能出现功率倒送的补偿监测点，必须更换为四象限无功功率型的控制器。3、并网逆变器3.1光伏发电系统对逆变器的要求光伏发电系统对逆变器的要

7、求主要有五个，分别是：第一，全自动开启和关闭；第二，具有良好的最大功率点跟踪功能；第三，必须可以保证电能质量能够达标；第四，有效的避免出现孤岛效应；第五，容量、电压等可以达到要求的标准，可以有效的抵制外界的干扰。3.2逆变器拓扑结构的发展随着吋代的发展，逆变器拓扑结构也在不断的更新和发展，最开始的拓扑结构是单级的，后来逐渐变成了多级拓扑结构。近年来，又出现了无变压器结构、电网频率变压器绝缘结构和高频变压器绝缘