SVG在光伏发电站内动态无功补偿的选型计算
无功补偿容量计算
无功补偿容量计算一、无功补偿装置介绍现在市场上的无功补偿装置主要分为固定电容器组、分组投切电容器组、有载调压式电容器组、SVC和SVG。
下面介绍下各种补偿装置的特点。
1) 固定电容器组。
其特点是价格便宜，运行方式简单，投切间隔时间长。
但它对于补偿变化的无功功率效果不好，因为它只能选择全部无功补偿投入或全部无功补偿切出，从而可能造成从补偿不足直接补偿到过补偿，且投切间隔时间长无法满足对电压稳定的要求。
而由于光照强度是不停变化的，利用光伏发电的光伏场发出的电能也跟着光伏能力的变化而不断变化，因此固定电容器组不适应光伏场的要求，不建议光伏项目中的无功补偿选用固定电容器组。
2) 分组投切电容器组。
分组投切电容器组和固定电容器组的区别主要是将电容器组分为几组，在需要时逐组投入或切出电容器。
但它仍然存在投切间隔时间长的问题，且分的组数较少，一般为2,3组(分的组数多了，投资和占地太大)，仍有过补偿的可能。
因此分组投切电容器组适用于电力系统较坚强、对相应速度要求较低的场所。
3) 有载调压式电容器组。
有载调压式电容器组和固定电容器组的区别主要是在电容器组2前加上了一台有载调压主变。
根据公式Q=2πfCU可知，电容器组产生的无功功率和端电压的平方成正比，故调节电容器组端电压可以调节电容器组产生的无功功率。
有载调压式电容器组的投切间隔时间大大缩短，由原来的几分钟缩短为几秒钟。
且有载调压主变档位较多，一般为,10档，每档的补偿无功功率不大，过补偿的可能性较小。
因此分组投切电容器组适用于电8力系统对光伏场要求一般的场所。
4) SVC。
SVC全称为Static Var Compensator，即静态无功补偿装置。
SVC如上图所示接入系统中，电容器提供固定的容性无功Qc。
电抗器提供滞后的无功，大小连续可调。
可以通过控制电抗器L上串联的两只反并联可控硅的触发角α来控制电抗器吸收的无功功率的值。
只要Q(负载)-Qc+Q(电抗器)=恒定值(或0)，功率因数就能保持恒定，VTCR电压几乎不波动。
SVG无功补偿技术方案
S V G无功补偿技术方案 Revised by Chen Zhen in 2021吉林恒联精密铸造科技有限公司无功补偿装置技术方案新风光电子科技股份有限公司2017年7月目录1 现场供电系统简介及无功补偿分析通过和贵公司现场人员沟通可知，用电系统经常存在欠补现象，根据现场运行数据，系统电压为：，系统电流：380A，功率因数：，系统无功：2065Kvar，系统有功3555KW。
由以上数据可知，若需补偿全无功，则需要2065Kvar的容量，因该数据只是考虑的此次数据，没有考虑系统运行的波动，因此建议选择2Mvar的SVG无功补偿装置，即可满足系统运行时的波动要求，又可为SVG虑除系统谐波提供容量支持，使SVG可以虑除系统中的13次以下的谐波，提高系统运行安全，同时也为日后的增容提供了空间。
故建议采用6型号的SVG无功补偿设备。
2 设计目标针对现场电网电压的实际运行情况和工况需求，需要通过安装SVG实现电网电压的稳定功能。
当系统开始投运时，自动将过高的电压稳定至正常水平，当系统内主要设备出现故障或者其他异常脱离电网时，稳定电压不出现大幅度波动，当电网电压在正常运行范围内时，调节系统功率因数达到要求值。
具体实现设计目标罗列如下：1）功率因数维持在及以上（可设定）；2）稳定系统电压；3）动态补偿额定输出电流THD≤3%；4）补偿无功容量自动跟踪电网变化；5）动态补偿响应时间≤5ms；6）允许短时过载能力倍；7）完善的保护功能；8）友好的人机界面；9）灵活的通讯接口，可远程监控设备运行，并记录运行数据；10）冷却方式采用强迫风冷。
3 方案实施整机外形尺寸根据现场具体情况，推荐动态无功补偿装置SVG采用户内安装。
外形尺寸如下：6外形尺寸：3300mm（宽） X 1400mm（深） X 2400mm（高）电气连接图电气连接图控制电源需要现场提供单独1KVA的220VAC和10KVA的380VAC控制电源，控制电源经过存在专用供电装置，因此控制电源短时间停电后，装置仍能正常工作。
动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用浅析
动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用浅析摘要：目前光伏电站对投入无功补偿装置的认识不一，光伏电站认为投入 SVG 会大大增加电站的站用电量，SVG 装置发出无功仅仅对电网有益对光伏电站没有好处等。
实际是什么情况呢？笔者通过下面的粗浅分析，得出一定的结论。
一、基本原理SVG 基本原理：所谓 SVG（Static Var Generator），就是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。
装置的交流侧通过电抗器或变压器并联接入系统。
适当控制逆变器的输出电压以改变 SVG 的运行工况，使其处于容性、感性负载或零负载状态。
二、投入 SVG 对系统电量损耗进行相关计算1.理论计算1.1 变压器有功损耗P：变压器有功损耗，P 0 ：变压器空载有功损耗，P k ：变压器负载有功损耗，S 2 ：变压器瞬时视在功率，S N ：变压器额定容量。
公式（1）可以看出变压器的有功损耗同无功功率传递的多少是相关联的，即当无功功率加大会增加变压器的有功功率损耗。
计算实例：以某 110kV、100MVA 变压器为例进行计算，输送无功 20MVA 和有功 40MW 时的有功损耗：变压器负载有功损耗 310kW，空载有功损耗 65kW，计算有功损耗P=P 0 + P k （S 2 /S N ）2 =65+310x0.2=127（kW）；只输送有功 40MW 时的损耗：P=P 0 + P k （S 2 /S N ）2 =65+310x0.16=114.6（kW）变压器减少无功传输会减少有功功率损耗，但从上面计算例子可以看出变压器损耗减少是 12.4 kW，以每天输送有功电量 8 小时计算，每天减少有功损耗为100kW.h，每月减少有功损耗为 0.3 万 kW.h。
1.2 输电线路有功损耗P L ：线路有功损耗，R L ：线路等效电阻，X L ：线路等效电抗，P：线路输送的有功功率，Q：线路输送的无功功率公式（2）是线路阻抗功率损耗公式，可以看出输电线路的有功损耗同传输的无功功率多少和系统电压是相关联的，即当无功功率加大或电压减小时均会增加输电线路的有功功率损耗。
SVG无功补偿技术规范书
SVG无功补偿柜技术规范书技术规格1.主题内容和适用范围1.1主题内容本技术规格规定了韦二煤矿（北区）地面供电系统招标项目下的35/10KV变电所设备静止型动态无功补偿成套装置的技术规格。
1.2适用范围本技术规格适用于韦二煤矿（北区）地面供电系统招标项目下的35/10KV变电所设备的设计、供货、指导安装，配合调试、性能检验和验收。
2.引用文件合同设备应至少符合但不限于以下最新版的国家标准：DL/T672-1999《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》DL/T597-1996 《低压无功补偿控制器订货技术条件》GB11920-89 《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》GB 1207-1997《电压互感器》SD 325-89《电力系统电压和无功电力技术导则》SD205-1987 《高压并联电容器技术条件》。
DL442-91 《高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条件》。
GB50227-95 《高压并联电容器装置设计规范》。
GB311.2～311.6-83 《高电压试验技术》。
GB11 024 《高电压并联电容器耐久性试验》。
GB11025 《并联电容器用内部熔丝和内部过压力隔离器》。
ZBK48003《并联电容器电气试验规范》。
GB50227《并联电容器装置设计规范》GB3983.2-89《高电压并联电容器》JB7111-97《高压并联电容器装置》DL/T604-1996《高压并联电容器装置定货技术条件》GB3983.2《高压并联电容器》GB5316《串联电抗器》GB1985-89《交流高压隔离开关和接地开关》JB 5346-1998《串联电抗器》DL/T 462－1992《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》DL/T653-1998 《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》JB/T 3840-1985《并联电容器单台保护用高压熔断器》DL/T620 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T 11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB/T 11024.1-2001《放电器》GB2900 《电工名词术语》GB3ll.1～6 《高压输变电设备的绝缘配合》GB3ll.7 《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》GB 5582 《高压电力设备外绝缘污秽等级》GB11022 《高压开关设备通用技术条件》GB1985 《交流高压隔离开关和接地开关》GB 2536 《变压器油》GB5273 《变压器、高压电器和套管的接线端子》GB775 《绝缘子试验方法》GB/T4109 《高压套管技术条件》GB 1094.1-1996 《电力变压器第一部分总则》GB 1094.2-1996 《电力变压器第二部分温升》GB 1094.3-1996 《电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验》GB 1094.5-1996 《电力变压器第五部分承受短路的能力》GB/T6451-1999 《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》JB/T10088-1999 《6～220kV级变压器声级》DL/T574-1995 《有载分接开关运行维护导则》GB/T13499-1992 《电力变压器应用导则》G/T 12325-2003 《电能质量供电电压允许偏差》GB 12326-2000 《电能质量电压波动和闪变》GB/T14549-1993 《电能质量公用电网谐波》GB/T 15543-1995 《电能质量三相电压允许不平衡度》GB14285-93 《继电保护和安全自动装置技术规程》GB50217-94 《电力工程电缆设计规范》GB4856 (IEC255) 《电气继电器的绝缘试验》DL/T677-1999 《继电保护设备信息接口配套标准》《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》国家电网公司国家现行包装运输标准。
浅论动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用
浅论动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用摘要：随着时代的发展，我国电力行业也取得了很大的发展，而在光伏电站中，使用无功补偿装置可以有效将系统的稳定性以及光伏输送容量提高，此外，还可以有效避免出现电压崩溃的情况。
SVG即为无功补偿装置，该装置在电力系统中得了大量的应用。
关键词：动态无功补偿装置；SVG；光伏电站引言随着时代的发展，人们对电力行业的要求也在不断提高，在电网中应用光伏电站对过去系统的潮流分布进行了改变，过去的电网如果接入的容量过大会导致并网点的电压超出限制。
此外，随着外界环境中光照以及温度的不同，也会导致并网点输出的有功功率出现变动，这时就需要对系统的无功输出进行调节，从而实现对并网点的电压进行稳定。
如果电网出现故障，也会对并网点产生影响，会使得其电压跌落，而如果采用光伏电站，其具备的无功输出可以为电力系统提供电力支撑。
但由于光伏发电系统的输出功率会受到天气和温度等因素影响，且这种影响具有随机性，在电网运行过程中，随着时间变化的功率不仅会对电能的质量造成影响，还会影响电网的稳定性，而随着新能源发电应用的增多，其对电能和电网的影响会越来越大。
就目前情况而言，大多数光伏电站已经使用了SVG装置，由于SVG这种无功补偿调节装置对电压控制能力更加平滑、响应时间更短，即使在欠电压的情况下，补偿能力也很强，因而，其能很好的改善光伏电站的性能，从而保障电能的质量，并有效提高电网稳定性。
1SVG无功补偿装置1.1SVG原理简介SVG装置属于IGBT全控式有源型无功发生器，作为大功率电力电子技术领域的一份子，可以实现对无功功率的动态发出和吸收。
该装置的核心是链式H桥电压逆变器，其确定输出功率的容量和性质的主要方式是对系统电压幅值和输出电压幅值进行调解，当其幅值大于系统侧电压幅值的时候，输出容性无功；如果其幅值小于系统侧电压幅值，此时输出的感性无功，图1为主电路图。
图1 链式SVG主电路结构1.2SVG的特点1.2.1谐波特性好谐波作为非线性负荷的属性之一，谐波问题属于的是非线性符合用电特性问题，谐波问题的发生一旦出现这类负荷就会存在。
光伏电站无功补偿容量选择与探讨
光伏电站无功补偿容量选择与探讨摘要：光伏发电作为一种新型可再生能源，日益受到重视，发展潜力巨大。
为了保障电网稳定运行，光伏电站需配置一定的无功补偿装置。
文章针对无功补偿容量配置问题，提出计算方法，并以某光伏电站为例，在一定计算原则和计算条件下，对电站感性和容性无功补偿装置容量进行严格计算，给出计算结果，提出了电站无功补偿配置容量建议。
关键词：光伏电站；无功补偿；容量；配置1引言当前，我国的能源结构以常规能源（煤、石油和天然气）为主，由于常规能源的不可再生性，势必使得能源的供需矛盾日益突出。
太阳能是取之不尽、用之不竭的可再生能源，是我国重要的能源资源，开发利用太阳能资源、发展光伏发电，有利于满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展。
光伏发电开发还具备建设周期短、投资灵活、运行成本低等优点。
为此，光伏发电日益受到重视，发展潜力巨大。
光伏发电一般只提供电网有功电能，即将太阳能光伏阵列的直流电能转换为与电网同频率、同相位的交流电能馈送给电网，并保证其具有较高的功率因数。
由于太阳能具有不稳定和随机性特点，光伏电站发出的有功和无功变化较大，具有时变性，对电网影响较大，可能引起电网失稳甚至电压崩溃。
因此，光伏电站需配置一定的无功补偿装置，在电网故障或异常时，向电网提供无功支持，防止电压崩溃。
光伏电站主要电气设备包括光伏电池阵列、直流汇流柜、逆变器及集电线路等设备，其中无功电源主要包括并网逆变器及集中无功补偿装置。
按电网要求，光伏电站集中无功补偿装置需配置动态无功补偿装置，满足补偿装置的响应时间要求，但装置造价高昂，补偿容量配置过多，会造成投资浪费；配置过少，可能造成电站从电网吸收无功，电网电压会降低，影响电网安全。
本文根据实际工程分析和计算，以武平岩前普集农光互补光伏电站为例，对光伏电站无功补偿的配置即容量计算进行探讨。
2 计算方法2.1 变压器无功损耗的计算变压器无功损耗的计算公式为：式中△Q-变压器无功损耗，kvar；U%-变压器短路电压百分数；K%-变压器空载电流百分数；IS-变压器的视在功率，kVA；SN-变压器额定容量，kVA；2.2 线路无功损耗计算各级电压输电线输送电力时的无功损耗计算公式为：△Q=（P/Ucosφ）2 X式中△Q-输电线无功损耗，Mvar；P-输电线上输送有功，MW；U-输电线路电压，kV；cosφ-输电线路上负荷功率因数；X-输电线的电抗，Ω。
基于SVG在光伏电站无功补偿中的应用探究
基于SVG在光伏电站无功补偿中的应用探究摘要：光伏电站配置无功补偿装置可提高光伏输送容量和系统的稳定性，并防止电压崩溃。
目前电力系统中最常用的无功补偿装置为SVG，本文深入研究了SVG的工作原理和系统构成，并针对光伏电站的无功补偿范围、补偿位置及补偿容量进行了理论分析与计算。
关键词：SVG；光伏电站；无功补偿；应用根据国家电网公司发布的《国家电网公司促进新能源发展白皮书（2016）》的数据，截至2015年，我国光伏装机容量首次超过德国，跃居世界第一。
不同于常规能源发电，光伏发电系统的输出功率和天气等因素息息相关。
这种随机的，随时间变化的功率在并网运行中容易对电网的稳定性及电能质量造成很大影响，并且随着新能源发电的规模不断增大，这种影响也越来越大。
当前，已有很多光伏电站使用SVG装置作为无功补偿调节装置。
SVG更快的响应时间，更平滑的电压控制能力、欠电压条件下更强的补偿能力，能大大改善光伏电站性能，对提高电网稳定性和电能质量很有意义。
1 SVG原理SVG装置属于大功率电力电子技术领域。
装置以链式H桥电压逆变器为核心，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质与容量。
SVG通过调节其输出电压幅值、相位与系统电压幅值、相位的关系来确定输出无功功率的性质与容量，当其幅值（和相位）大于系统侧电压幅值（和相位）时输出容性无功，反之，输出感性无功。
2 SVG的特点2.1补偿能力强光伏电站由于多使用电缆接线，而电缆本身是标准的圆柱形电容器。
这使得光伏电站在光伏停发状态下，需要感性的无功补偿；而在光伏满发状态下，又需要容性的无功补偿。
根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》，大型和中型光伏电站的功率因数应能够在0.98（超前）～0.98（滞后）范围内连续可调。
SVG可实现感性无功和容性无功的连续平滑双向快速调节，在选型合适的情况下，任意时刻的功率因数接近于1.0。
2.2谐波特性好《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-1993）指出谐波的定义为：对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。
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。
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SVG在光伏发电站内动态无功补偿的选型计算
当前，我国的光伏容量逐年在提升，处于世界第一的位置，光伏电站配置无功补偿装置在光伏输送容量和系统稳定性提高方面有着显著的作用，还能防止电压崩溃[1]。
文章简单介绍了SVG的基本工作原理及系统组成，并对其在光伏电站中的选型依据进行分析。
最后，根据具体实例，提出无功配置方案，对实际工程有指导价值。
标签：光伏；SVG；无功补偿
引言
与常规的能源发电区分开来，光伏发电系统输出的功率存在不稳定的问题，容易受到有无光照、温度变化等环境因素的影响，通过对系统无功功率的调整可以使并网运行中的点电压实现稳定状态。
当夜晚没有光照时，有功出力为零，SVG 可作为线路无功补偿装置来加强线路的输电能力[2]。
1 静止型无功发生器SVG
SVG（静止型动态无功发生器）是一种IGBT全控式有源型无功发生器，将电抗器连接桥式变流器上，可以发出或吸收无功功率，从而使SVG调节的电压更平稳的柔性电压来达到动态无功补偿的要求[3]。
SVG是由功率模块、启动和控制部分组成的。
它的基本电路构造如图1所示。
2 光伏电站中SVG的作用
2.1无功补偿能力强
光伏电站大多选用电缆接线，电缆自身相当于圆柱体的电容器装置。
当光伏电站处于光伏满发和停发两种状况下需要无功补偿，无功补偿分别为容性和感性的，SVG可以使这两种无功补偿更高效更持续平稳。
如果选型适当，功率因数可趋于1.0。
2.2 抑制諧波能力强
SVG通过运用桥式电路的PWM技术能够消除逆变器产生的低次谐波。
高次谐波随不能够被完全消除，但也可以相应程度的降低，这样就不需要在光伏电站中再配置其他的消除谐波的装置[4]。
3 光伏电站中SVG选型依据
3.1线路产生的感性无功功率
3.2 计算线路产生的容性充电功率
式中，QC和Q’C为电缆和架空线路产生的容性充电功率；B为电纳。
3.3 计算变压器无功损耗
式中，QF和QN分别为变压器空载和短路无功损耗，单位为kvar；US%为电压器短路电压百分数。
I0%为空载电流百分数。
4 某光伏电站工程实例分析
就某安装总容量为30MWp的光伏电站设计来讲，该电站有30个1MWp的光伏发电模块单元，每两台500kW的逆变器接入一台100kvA的升压变压器，将输出电压由315v升压到35kV，从而构成1MWP的光伏发电单元。
5个光伏发电模块单元会连接成一个集电线路。
分别将6回35kV集电线路接入35kV开关站的母线，通过5.7km（LGJ-3*240）的架空线专线接人上级变电站。
35kV汇集线ZR-YJV22-26/35-3*70电缆长度共5.115km。
ZR-YJV22-26/35-3*95电缆长度5.55 km，I0%为0.4，US%为6.5[5]。
线路参数见表1。
4.1 计算光伏电站感性充电无功功率
光伏电站感性无功功率总和：
4.2计算光伏电站容性充电无功功率
光伏电站总的容性充电功率：
国家电网对光伏电站并入电网作出了相关规定，根据光伏电站总光伏装机容量的30%的裕度要求，同时要求状态响应过程不超过30ms。
要想确保无功功率有一定调节容量，要求光伏电站在无功功率补偿配置方面既要补偿自身无功损耗，还要给系统留有无功备用[6]，建议在光伏升压站每段35kV母线上配置1组9Mvar的SVG。
调节范围限定在负9Mvar（感性）到正9Mvar（容性之间），SVG 根据电压或功率因数两种模式调节。
参考文献：
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