关于光伏电站无功补偿容量配置的讨论

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50KWP光伏电站无功补偿

50KWP光伏电站无功补偿

50KW P光伏并网电站无功补偿容量的分析与计算50KW P光伏并网电站共分50个子系统,电气设备包括10座分支箱和一座开闭站,每个子系统容量为1MW P,包括两组单晶硅光伏电池阵列,每组容量为0.5MW P;电池阵列所发出的直流电逆变问哦0.4kV的交流电,再通过升压变压器升至35kV,50台升压变压器经35kV 汇流箱分别接至10座分支箱,其中:每座分支箱接5个子系统,再经分支箱接入开闭站,最后以单回线路接入110kV变电站35kV侧。

1 原始资料
1.1 线路参数
(1)0.4kV线路参数
0.4kV线路每相由4根ZR−YJV−0.6/1kV−1×50电缆并列使用,单根长度为10m。

(2)35kV线路参数
35kV线路全部使用ZR−YJAV。

分布式光伏电站无功补偿的配置研究

分布式光伏电站无功补偿的配置研究

分布式光伏电站无功补偿的配置研究摘要:分布式光伏电站的无功补偿配置是光伏发电接入系统设计中一个重要的内容,本文以一个典型的分布式光伏电站接入系统为例,阐述了无功补偿配置的原则,并对无功补偿容量的计算进行了分析,可作为光伏发电接入系统的参考依据。

关键词:分布式光伏电站;无功补偿装置;配置原则引言光伏电站是利用光伏电池的光生伏特效应将太阳能转化成电能的发电系统,一般包括光伏方阵、逆变器、变压器以及其他辅助设备。

由于太阳光本身具有间歇性及波动性,光伏电站的出力也具有不确定性,接入电网后对于电网的电能质量带来一定的影响,尤其是对电压的影响较大。

光伏电站的无功补偿配置是光伏发电接入系统设计的一个重要的内容,既要保证光伏电源的可靠并网,又要确保电网的安全稳定。

光伏电站中的送出线路、变压器、集电线路都属于高感性设备,光伏电站满发时需要补偿大量的容性无功;光伏电站停发时输电线路充电功率大于系统所需,需要吸收一定数量的感性无功,以确保电压稳定;当电网侧发生瞬时故障时,光伏电站本身不能提供瞬时的电压支撑,容性无功补偿装置的配置可提高光伏电站各母线电压,增强光伏电站低电压穿越能力。

所以要求光伏电站无功补偿装置既能提供容性无功又能提供感性无功。

本文以35kV及以下电压等级接入电网、单个项目容量不超过20MW且所发电量主要在并网点供电区域消纳的光伏电站项目为研究对象,具体分析无功补偿配置的原则以及无功补偿容量的计算方法。

1 无功补偿配置的基本原则光伏发电站的无功电源包括光伏逆变器和光伏发电站的集中无功补偿装置。

根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》(GBT 19964-2012):光伏发电站安装的并网逆变器应满足额定有功出力下功率因数在超前0.95-滞后0.95的范围内动态可调。

通过10kV-35kV电压等级并网的光伏发电站功率因数应能在超前0.98-滞后0.98的范围内连续可调,有特殊要求时,可做适当调整以稳定电压水平。

光伏电站无功补偿容量选择与讨论

光伏电站无功补偿容量选择与讨论

x 一 导 线 单位 长 度 电抗 , I  ̄ / k m; L 一 线 路 长度 , k m。 1 . 2 单 台变 压 器无 功 损耗 计 算

Q : 【 +


2 . 1 . 2光伏 电站 至站 外杆 塔 电缆 无 功损 耗 本站 3 5 k v 送 出 电缆 使 用 Y J V 2 2 — 3 5 k v 一 3 x 2 4 0电缆 , 电缆 单 位 长 度 电抗 为 x = 0 . 0 9 1 6 1 2 / k n i 3 5 k v 送 出 线路 无 功损 耗 为表 4 所 示
P 一 线路额定功率 , k W; U 一 线路 额定线 电压 k v ; c o s一 功率 因数 ; X 一 线路等值电抗 ;
X:x L
3 3 # 集 电回路 0 . 1 3 2 总计
9 0
1 . 8
5 8 k V a r 2 0 8 k V a r
表 4
变压 器 无 功 损 耗 , k v a r ; 一 变 压 器短 路 电压 百 分 比 ; 一 变 导线单 位 集 电 回路 压 器 空载 电流 百分 比 ; 一 负 载 系数 ; 一 变 压 器额 定 容 量 , k v A . 序号 回路 说 明 回路 电流 长 度 ( k m ) 长度 电抗 无 功损 耗 1 . 3 系统 无 功 功率 损 耗 Q = Q L + Q r 光伏 电站 l 0 . 0 9 l 6 3 0 0 0 . 2 5 k v a r 2 典 型 光伏 电站无 功 损 耗计 算 出线 回路 文章 选 取 青海 当地 1 座2 0 M W 光 伏 电站 为 项 目案 例 , 该 电站 装 机 容量 为 2 0 MW,分 为 2 0 个 1 MW 光伏 发 电单元 , 2 O 个 发 电单 元 通 总计 5 k V a r 过 方 阵 内汇 流 箱进 行 1 级 汇 流后 ,经 2 O个逆 变 升 压 单 元 逆 变 升压 2 . 1 _ 3架空 线 路无 功 损耗 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 送人 到公 网以 实现 电站 并 网 。 本站架空线路使用 L G J 一 2 4 0 钢芯铝绞线 , 钢芯铝绞线单位长度 电抗 为 x = 0 . 3 8 6 l l / k m 2 . 1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 架 空 线路 无 功损 耗 为表 5 所 示 表 5 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 电缆 不作 为 光 伏 导线单位 集电回路 序号 回路 说明 回 路电流 长 度 ( k m ) 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 长 度电抗 无 功损耗 的计算主要为 3 5 k v 集电电缆的无功损耗 、 2 0 0 米 3 5 k v送 出线 缆 无 功损 耗 、 6 k n架 空 线路 无 功 损耗 。 i l 架空线路 0 . 3 8 6 3 0 0 6 6 2 5 . 3 2 k V a r 2 . 1 . 1 3 5 k v 集 电线 路 产 生无 功 损耗 总计 6 2 5 . 3 2 k V a r 由于该电站使用 Y J V 2 2 — 3 5 k v 一 3 x 7 0电缆作为集 电电缆 , 3个 回 路 集 电 电缆 用量 如 表 1 所示 : 综上 , 线 缆 无 功损 耗 为 : 2 0 . 8 + 5 + 6 2 5 . 3 2 = 6 5 1 . 1 2 k v a r 表 1 2 . 2变 压器 无 功损 耗计 算 该 电站 共 计 2 O个光 伏 发 电单 元 ,每个 光 伏发 电单元 装 机 容量 序 号 电缆 型号 阜韫 数量 安 装容 量 为1 M W, 1 M W 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 1 Y J V 2 2 — — 3 5 k V — — 3 x 7 0 k m 2 7 M W 2台直 流柜 构 成 2 级 汇 流 单元 ,由 2台 0 . 5 MW 逆变 器 及 1 台S 1 1 — 1 0 0 0 k v A, 3 5 / 0 . 3 — 0 . 3 k v 组成 逆 变升 压 单元 。 光 伏 发 电单元 中 , 由于逆 2 Y J V 2 2 — — 3 5 k V — — 3 x 7 0 k m 1 . 5 7 M W 变器 本 身具 有 无 功补 偿 效 果 ,故 只需 计 算 2 0台箱 式 变 压器 无 功损

一、光伏电站的无功配置计算

一、光伏电站的无功配置计算

一、光伏电站的无功配置计算一般需要依据《GB19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定》,《GBT29321-2012光伏发电站无功补偿技术规范》进行光伏电站的无功配置分析。

光伏电站逆变器可发出无功功率,但考虑电站能为系统提供一定的无功储备容量,需配置无功补偿装置。

无功补偿容量应结合实际接入电网情况确定,其配置的容性无功补偿容量,应为光伏电站额定出力时升压变压器无功损耗、线路无功损耗及线路充电功率之和,其配置的感性无功补偿容量应能够补偿全部线路的充电功率。

图1荒漠电站的系统拓扑一般的,升压变无功损耗所占总无功损耗的比例接近70%,送出线路中的架空线产生的无功损耗占总无功损耗22%以上,光伏电站全部电缆线路产生的无功损耗所占比例约为8%;另外,电站的感性无功需求远小于容性无功需求。

对于SVG这样的无功补偿设备,可以实现额定感性到额定容性的连续调节,因此可以以容性无功需求量来配置SVG容量。

为减少计算的工作量,可进行近似计算,其无功补偿容量只需考虑升压变无功损耗,再按照系数进行折算即可。

变压器无功损耗计算公式为:式中,QT为变压器无功损耗,kvar;UK%为变压器短路电压百分数,I0%为变压器空载电流百分数;S为变压器的视在功率,kVA;SN为变压器额定容量kVA。

一般的,升压变的短路电压百分值为6.7%,空载电流百分值为0.4%。

按照此参数,升压变的无功需求约为电站总容量的7%,整个电站无功需求为10%;若光伏电站并网工程采用一次升压,即升压至35kV并网,其无功补偿容量可按光伏电站总容量的10%配置。

考虑光伏电站容量对接入电网电压等级的要求及实际并网点对电压等级的限制,光伏电站并网工程可能需要两次升压,若光伏电站接入系统电压等级为110kV,则还需进行35kV/110kV升压方可接入电网,一般35kV/110kV升压变短路电压百分值为10.5%,空载电流百分值为0.67%,因此若采用两次升压,其无功补偿容量可按光伏电站总容量的20%配置。

光伏电站中无功补偿的应用研究

光伏电站中无功补偿的应用研究

光伏电站中无功补偿的应用研究摘要:光伏电站中,静置无功发生器是主要的电气设备之一,由于光伏电站的运行结构原因,导致其在运行过程中,极易出现不稳定因素。

如果电站的容量越来越大,电压会降低,从而导致运行不稳定。

通过分析无功补偿原理以及光伏电站其构成以及存在问题,对光伏电站中无功补偿的应用进行研究,从补偿方式、容量的选择、装置安装位置选择以及无功补偿产品的选择进行了探讨,希望能给相关人士提供参考意见。

关键词:光伏电站;无功补偿;应用研究引言:光伏电站的光伏组件主要是通过逆变器、变压器等设备把电能送入电网,但是太阳能时时刻刻变化着,其性能也并非固定不变的,所以发电量是随机波动的,一旦出现容量较大时,会影响电网运行的稳定性,但是光伏发电站本身也没有无功调节能力。

而通过安装无功补偿装置,就可以确保系统的运行稳定,为此可以考虑增加专用的动态无功补偿装置作为有效的补充。

同时,加强对无功补偿装置的运用研究,继而充分发挥无功补偿在光伏电站中的运用价值。

一、无功补偿原理在光伏电站中,线路电阻所带来的线路上的有功功率消耗导致并网电压不断降低,当电站容量越来越大甚至超过了电站系统稳定运行的范围时,就会出现导致电网出现故障。

而无功补偿技术的运用,就可以提高发电站的电压质量。

通过对光伏电站电网系统中的无功进行补偿,继而电网的功率因数就会发生一定的改变,继而后续电网在使用过程中损耗就能明显降低,从而提高和改变电网的电压质量。

不仅如此,通过无功补偿技术的运用,还可以为电网减少投资资金,而且电力系统中的视在功率S也会相对减少。

可见,无功补偿技术对于光伏发电站而言具有重要运用意义[1]。

二、光伏电站构成以及存在的问题光伏电站属于可再生清洁能源发电站,由光伏阵列、汇流箱、升压变压器等组成,将光伏组件的每个发电单元电池组件串并联接多个太阳能电池形成阵列,再通过阵列组串式逆变器、交流汇流箱接入到箱式的变压器中,接入到35千伏的电压等级开关站中。

浅论光伏电站无功补偿工程应用

浅论光伏电站无功补偿工程应用

浅论光伏电站无功补偿工程应用光伏电站无功补偿容量应结合接入电网系统的实际情况来选择,配置合理的无功补偿装置,有效解决光伏电站内部扰动对电网系统电压波动的影响,以实际光伏电站工程为例,给出光伏电站无功补偿容量计算过程。

标签:光伏电站;接入电网点功率平衡;SVG无功补偿0 引言近年來,在国家可再生能源发电政策的支持下,光伏发电装机容量迅速增长,光伏电站接入电网系统时会造成系统电压波动、谐波增大等。

为满足系统对光伏电站接入的要求,合理配置无功补偿装置,提高电站功率周数,减少电能输送的损耗。

结合实际工程配置适当的无功补偿装置。

1 无功损耗计算光伏电站配置的容性无功容量应能够补偿光伏发电站满发时站内汇集线、主变压器的全部感性无功及光伏发电站送出线路的一半感性无功之和,配置的感性无功的容量应能够补偿光伏发电站内全部充电无功功率及光伏发电站送出线路的一半充电无功功率。

2 光伏电站并网工程实例某地光伏电站装机容量为20MWp,以两回35kV电缆线路接入66kV升压站35kV侧,共设20个1MW的逆变升压单元,采用集散式逆变器,在每个升压单元中,每个1MW集散式逆变器接15个组串,每个组串安装20个260Wp的光伏组件,每15个组串接入一体化逆变升压单元,其中包含1台1MW集散式逆变器和1台1MV A干式变压器。

66kV升压站以1回66kV线路送至上级220kV 变电站低压侧66kV母线上。

2.1 主要计算参数(1)光伏场区35kV集电线路2回,每回所带光伏阵列容量10MW。

导线为电缆,选择ZRC-YJV23-26/35-3×120mm2型号,电缆线路长度18km,电抗为0.105Ω/km。

(2)箱式变压器型号S11-1000/38.5kV,变比38.52×2.5%/0.48kV接线组别Yd11,阻抗电压6.5%。

(3)66kV升压变压器型号SZ11-20000/66kV,变比668×1.25%/38.5kV,接线组别Yn、d11,阻抗电压9%。

关于光伏电站无功补偿容量的设计分析与探讨

关于光伏电站无功补偿容量的设计分析与探讨
图 1 20MWp 光伏电站系统图
图 2 1MWp 光伏发电系统原理图
本 项 目 采 用 SCB11-1000kVA/38.5±2×2.5%/0.8kV Dyn11 型号的变压器,其主要参数见表 1:
设计采用组串式并网逆变器交流侧 0.8kV 母线距离变压 器输入母线的比较近,故可忽略该部分低压侧的线路无功损 耗及电容充电功率;在 35kV 交流侧的主要使用 YJV22-26/35 类型的中压电缆,型号分别为:3×50、3×70、3×185,其 相关计算参数及数量以表 1。 4.1 无功损耗的计算
Research and Exploration 研究与探索·工艺流程与应用
关于光伏电站无功补偿容量的设计分析与探讨
柯学进 (广州市宁大新能源科技有限公司,广东 广州 510700)
摘要:光伏发电是一种绿色可再生能源,作为传统能源补充之一,在国家能源战略安全方面体现出越来越重要的 作用。并网式光伏发电电站,在与电网系统对接输电过程中,应充分考虑电站无功补偿技术安全,光伏电站无功补偿 应根据当地实际情况而定,其配置的容性无功补偿容量应包含最高出力时送电线路、集电线路、变压器、逆变器等部 分的无功损耗,以及交流侧线路的全部充电功率。针对有分期建设的项目,在设计时,根据投资方和当地供电部门的 要求和意见,应考虑预留足够的容量供后期扩建装机容量使用。
(1)逆变器无功损耗: Qn = 20× 0.8 0.99× 1- 0.992 =2.28Mvar; (2) 单 台 变 压 器 无 功 损 耗:QT=(6.5/100+0.4/100 ×0.82)×1=0.06756Mvar, 则 20 台 变 压 器 的 无 功 总 损 耗 =1.351Mvar; (3)每回集电线路无功损耗:QL1=0.58×10-4 Mvar,则 共 4 回路集电线路无功损耗 =2.32×10-4Mvar; (4)35kV 送电线路无功损耗:QL2=1.006Mvar。 4.2 充电功率的计算 (1) 每 回 集 电 线 路 充 电 功 率:QC1=0.0269Mvar, 则 共 4

光伏发电系统在电力系统中的无功补偿

光伏发电系统在电力系统中的无功补偿

光伏发电系统在电力系统中的无功补偿在电力系统中,无功补偿是一项重要的技术,能够提高电力系统的可靠性和稳定性。

光伏发电系统作为新兴的可再生能源之一,也能够发挥重要的无功补偿作用。

本文将探讨光伏发电系统在电力系统中的无功补偿的原理、方法及其影响。

光伏发电系统是利用太阳能通过光伏效应转化为电能的系统。

无论是分布式光伏发电系统还是集中式光伏发电系统,其有效发挥无功补偿功能都能够提高电力系统的运行效率。

首先我们来了解一下无功补偿的概念和作用。

无功补偿是指在电力系统中,通过增加或减少无功功率的投入来调整电力系统的功率因数、改善电压品质,以提高系统的稳定性和可靠性。

在传统的电力系统中,无功补偿主要通过静态无功补偿装置,如电容器、电感器等来实现。

而光伏发电系统通过逆变器的控制策略和电力电子元件,可以实现对电力系统的无功补偿功能。

光伏发电系统的无功补偿主要是通过逆变器的功率控制和电网连接控制来实现的。

逆变器通过控制光伏发电系统的输出功率和功率因数,能够实现并联系统的无功补偿。

逆变器的控制策略可以根据电力系统的需求进行调整,以实现无功功率的投入和调整。

光伏发电系统的无功补偿有以下几种常见的方法:1. 发电机端无功补偿:逆变器可以通过调整其输出电压和频率,来改变光伏发电系统的功率因数。

当电力系统需要补偿无功功率时,逆变器可以主动地将无功功率注入到电力系统中,从而实现对电力系统的无功补偿。

2. 电流应用无功补偿:逆变器可以通过改变其输出电流的相位和幅值来实现无功补偿。

当电力系统需要补偿无功功率时,逆变器可以改变其输出电流的相位和幅值,使其与电力系统的电压相位和幅值响应匹配,从而实现对电力系统的无功补偿。

3. 电压调节无功补偿:逆变器可以通过调整其输出电压的相位和幅值来实现无功补偿。

当电力系统需要补偿无功功率时,逆变器可以改变其输出电压的相位和幅值,使其与电力系统的电压相位和幅值响应匹配,从而实现对电力系统的无功补偿。

光伏发电系统在电力系统中的无功补偿不仅可以提高电力系统的功率因数,还可以提高电力系统的电压品质。

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关于光伏电站无功补偿容量配置的讨论
【摘要】针对光伏电站的无功补偿容量配置的问题,本文通过分析已投运的光伏电站的无功需求,电站自身具有的无功提供特性,和实际生产运行数据统计,得出现行电网要求装机容量的20%~40%的无功补偿装置设置偏大,导致无功设备容量闲置浪费,或运行不经济。

【关键词】光伏电站;无功补偿;补偿容量
近几年投运的光伏电站数量很多,在运行期间发现电站的无功补偿容量配置上存在偏大的问题,直接致使初期投资,后期维修维护费用增加,和光伏电站无功补偿运行不经济现象。

本文通过电站的无功需求和电站的无功提供特性出发讨论了配置过大几个理由。

1.光伏电站的无功需求
在电站运行中主要的无功消耗设备就是大量的感性元件—升压变压器,对它的需求认识能从根本上了解配置补偿容量的大小。

目前大中型并网光伏发电普遍采用1MWp容量作为一个发电单元,每个单元一台升压变压器,容量为1000KV A,就地升压汇集并网。

变压器均为性能较好的S11或其他变压器,其空载和负载损耗相对较小。

根据参数测算变压器无功需求。

(以我公司光伏10MWp 电站为例)其他电站情况类似。

变压器参数:
变压器型号:ZGSF11—Z.G—1000/10
容量:1000KV A;
短路阻抗:5.1%;
变压器空载电流比:0.36%
电站变压器台数:10;
根据变压器的无功损耗计算公式:
(1)
—无功损耗,—空载电流百分数,—短路阻抗百分数,—变压器额定容量,—负载系数
通过变压器无功需量测算,得出在不同负荷下需要补偿的无功大致数值,如表1。

其中看到最大的无功需要量是546KVar,最小需要量36KVar,根据统计光伏发电的平均发电负荷在60%左右,就是无功需量200KVar左右,显然按照电网要求的最低无功补偿容量20%计,即2000KVar,远远超出,即便按照最大的需求量计算应该在600Var左右,仅为要求配置容量的33%。

加上余度考虑最多50%,即总补偿的容量不超过总装机容量的10%。

2.光伏电站自身分布电容具有补偿功能
2.1 注意到光伏电站在夜间停止发电时段内关口计量的反向无功电量增长数值为零,大致可以确定站内的分布电容量提供的无功与空载时的变压器时消耗的无功量相当或稍大。

对于站内敷设电缆、输出线路长度较长的光伏电站而言,分布电容量会更大些。

2.2 逆变器具有无功调节的功能。

光伏电站中能够提供无功的设备中除了补偿装置外还有逆变器。

作为光伏电站的关键设备,不仅有将直流电转换成交流电的功能外,还具有有、无功调节的功能,在逆变器处于额定转换功率内时,可以
自动进行无功输出量的调节,以此可以保持电站无功平衡。

如在低功率输出阶段,逆变器保持较低的有功输出,同时保证有适量的无功输出,使得在电站运行在低功率阶段时没有必要投入专门的无功补偿装置来进行补偿。

3.实际光伏电站补偿装置运行情况
我公司装机10MWp的光伏电站内设置三套容量为700KVar的电容组补偿装置,投切方式是手动投切,以单组投入时电站总体无功输出在+300KVar—+700KVar间变化,单组切除后波动范围在—300KVar—+300KVar间,显然投入三分之一的配置补偿容量来看也已经过补了。

以总装机容量20MWp光伏电站的无功补偿装置类型为SVG,补偿容量4000KVar为例,运行中出现的最大无功需求为1500KVar,通常在1000KVar左右波动,按照最大需求计算也仅为为要求配置容量的37.5%,多余设置了一半以上的容量。

4.容量设置过大的负面影响
过大的容量配置要求增加了设备购置、安装、维护费用。

造成初期投入增加,后期维护量增加。

单组电容器组容量过大时会造成过补偿现象,同时也会引起电站侧电压抬升过大,引起过电压的可能性增加。

由于存在着容量越大基础损耗增加越大的情况,会造成补偿变压器的空载损耗、装置的冷却损耗等损耗的增加;比如4000Kvar的补偿装置的基础损耗显然要比2000Kvar的要大的多。

总之,会造成成本过高、费用增加、使用效率和经济效益的降低。

5.结论
根据光伏电站无功需求量的测算和电站自身分布电容容量估计,及实际光伏电站运行中的统计来看,电网要求光伏发电站的补偿容量配置远远超出了实际需求容量。

对光伏电站的运行存在着加大的负面影响。

参考文献
[1]胡景生,等.变压器经济运行[M].北京:中国电力出版社.
[2]崔荣强,赵春江,吴达成.并网型太阳能光伏发电系统[M].化学工业出版社.
[3]王兆安,等.谐波抑制和无功功率补偿[M].机械工业出版社.
[4]GB/T2297—1989《太阳能光伏能源系统术语》.
[5]粟时平,刘桂英.静止无功功率补偿技术[M].北京:中国电力出版社.。

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