新能源电站的无功配置计算
关于光伏电站无功补偿容量的设计分析与探讨
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
SVG在光伏发电站内动态无功补偿的选型计算
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SVGSVG（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。
光伏电站SVG无功补偿运行维护技术监
**公司SVG无功补偿运行维护技术监督规范目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语与定义 (1)4 监督范围 (2)5 监督内容及要求 (2)5.1 运行监督 (2)5.2 SVG 检修维护监督 (3)5.3 SVG 降压变及隔离开关 (5)5.4 备品备件 (5)5.5 SVG 运行评价监督 (5)6 档案管理 (5)7 检查与考核 (5)附录A（规范性附录）SVG 动态无功补偿技术监督项目表 (7)新能源场站无功补偿技术监督规范1 范围本规范规定了新能源风电场、光伏电站（以下简称“场站”）SVG动态无功补偿技术监督工作的监督范围、工作周期及相应技术要求。
本规范适用于10kV~110kV电压等级的风冷及水冷、室内及室外SVG动态无功补偿设备，SVC 静止无功补偿设备可参考执行。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 1985 《高压交流隔离开关和接地开关》GB 12326 《电能质量电压波动和闪变》GB 50227 《并联电容器装置设计规范》GB/T 4208 《外壳防护等级（IP代码）GB/T 11024.2 《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第2部分：耐久性试验》GB/T 11024.1 《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则性能、试验和定额安全要求安装和运行导则》GB/T 14549 《电能质量公用电网谐波》GB/T 15543 《电能质量三相电压不平衡》DL/T 462 《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》DL/T 597 《低压无功补偿控制器订货技术条件》DL/T 604 《高压并联电容器装置使用技术条件》DL/T 672 《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》DL/T 840 《高压并联电容器使用技术条件》DL/T 1215.1 《链式静止同步补偿器第1部分:功能规范导则》DL/T 1216 《配电网静止同步补偿装置技术规范》JB 7111 《高压并联电容器装置》JB/T 5346 《串联电抗器》JB/T 8170 《并联电容器用内部熔丝和内部过压力隔离器》NB/T 42043 《高压静止同步补偿装置》SD 325-89 《电力系统电压和无功电力技术导则》《防止电力生产事故的二十五项重点要求》《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》3 术语与定义响应时间response time从并网点电压异常升高或降低达到触发设定值，或无功电压控制系统自接收到调度机构实时下达的无功或电压控制指令开始，直到并网点无功功率实际输出变化量达到变化量目标值的90%所需的时间。
无功电量计算法则
集宁电力局目前终端和表计的有功电量和无功电量的计算：1）正向无功电量=实际正向无功电量+实际反向无功电量反向无功电量=实际的反向无功电量Eg：终端当前的正向电量为：13.63kwh ；反向电量：2.71kwh表计当前的正向电量为：13.66kwh ；反向电量：0kwh一小时后的为终端：14.67kwh；3.75kwh 表计：14.70kwh；0kwh此时这一段时间走的电量的计算法则为：Q（实际）=3.75-2.71=1.04所以Q（无功电量）=13.63kwh+1.04kwh=14.67kwh；表计的则为14.70kwh 附注：表计无功电量=实际正向无功电量+实际反向无功电量反向无功电量=02）正向有功电量和1）类似的其中正向有功（无功）或者反向有功（无功）的电量可对应下图进行组合的。
Eg：正向有功电量=第一象限+第四象限；反向有功电量=第二象限+第三象限。
三相四线和三相三线有功无功组合都可根据向量图来进行具体组合的。
如下：四线和三线的组合都可根据向量图来进行组合，但是注意三相三线在进行计算的时候，Uab或Ubc与它对应的电流之间起始本身存在一个夹角为30度，eg：有功功率Pa=Uab*IaCos（Q+30°）；Pc=Ubc*IcCos （Q-30°）；无功功率Qa=Uab*IaSim(Q+30°)；Qc=Ubc*IcSim(Q-30°)。
而四线的计算和以上一样的，只是起始角度为0°。
注意：当电量为负值的时候，代表为反向电量(负功率)，且是输出的电量，具体组合可根据以上进行组合的。
三相三线功率计算如下：退出济南铁道职业技术学院电工技术2. 三相功率的测量在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功率。
AZi AW 1W 2****BZ C Z i B i CA BC 两功率表测量三相功率工作原理：三相瞬时功率：所以，p = u A i A + u B i B + u C (–i A –i B )i C = (u A –u C )i A + ( u B –u C )i B = u AC i A + u BC i B= p 1+ p 2p = p A + p B + p C= u A i A + u B i B + u C i C 因为，i A + i B + i C = 0可见，三相功率可用两个功率表来测量。
新能源场站降低用电力率调整电费的方法
综上所述，同时经笔者调研不同场站电能表， 发现电能表的正、反向无功设置主要有两种情况：
1) 第一种设置：正、反向无功按无功潮流的 方向定义，即正向无功为Ⅰ + Ⅱ象限无功，反向 无功为Ⅲ + Ⅳ象限无功。这种设置对新能源场站 来说，混合了发电、用电时消耗或产生的无功， 用这种正向无功或反向无功来计算场站用电功率 因数，造成的结果是功率因数较低。
本文结合目前新能源场站下网电费计算公 式，以及多功能电能表中的正、反向无功设置， 分析了影响场站下网电费的因素，并提出了利用 无功补偿装置进行无功调整的原则和措施。
1 场站下网电费及功率因数的计算
1.1 下网电费计算
新能源场站按用电类别属于大工业用电 ( 部
分场站还包含一般工商业用电类别 )，电价根据
性的特点，无功负荷随有功负荷变化而不断变化。
2) 用电时的负荷主要是设备空载损耗及辅助设备
用电，负荷基本恒定。3) 风电场用电时间段受风
资源影响，基本无规律；而光伏电站用电时间段
主要是夜间。在这种情况下，只有减少无功电量，
才能提高场站用电功率因数。
1.2计量中，变电站、电厂等由于无功计
类基金和附加费，包括国家重大水利工程建设基
金、农网还贷资金、大中型移民后期扶持资金、
可再生能源电价附加等。
由式 (1)～式 (3) 可知，除价格外，影响新能
源场站下网电费的因素还有计费有功电量和力率
调整电费增减率。由于新能源场站的用电主要是
设备空载损耗及辅助设备用电，每月用电有功电
量变化幅度不大。因此，主要因素是力率调整电
不同用电类别分别执行各自峰谷分时电价，其电
费计算公式为：
dq坐标系下,三相不平衡有功和无功计算方式
在电力系统中，三相不平衡是一种常见的现象。
三相不平衡会导致电网中的有功和无功功率分布不均，影响系统稳定运行，甚至会损害设备。
对三相不平衡有功和无功的计算方式进行深入了解是非常重要的。
一、 dq 坐标系下的三相电流在 dq 坐标系下，三相电流可以表示为：1. 三相电流分解将三相电流分解为正序（d轴），负序（-d轴）和零序部分（q 轴），即：\[I_{abc} = \begin{bmatrix} I_a \\ I_b \\ I_c \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} I_1 \\ I_2 \\ I_0 \end{bmatrix}\]其中，\[I_1, I_2, I_0\]为正负序和零序电流。
2. d-q 变换通过正交变换，在dq坐标系下可表示为：\[I_{dq} = \begin{bmatrix} I_d \\ I_q \end{bmatrix}\]其中，\(I_d\)为正序分量，\(I_q\)为负序分量。
二、三相不平衡有功和无功计算方式在dq坐标系下，对三相不平衡有功和无功的计算方式可以分为以下几步：1. 计算有功功率有功功率可以表示为：\[P = \frac{3}{2} (V_d I_d + V_q I_q)\]其中，\(V_d\)和\(V_q\)为正序电压分量，\(I_d\)和\(I_q\)为正序电流分量。
2. 计算无功功率无功功率可以表示为：\[Q = \frac{3}{2} (V_q I_d - V_d I_q)\]3. 考虑不平衡因素在实际情况中，系统中往往存在有功和无功功率的不平衡，需要考虑不平衡因素对计算结果的影响。
三、 dq 坐标系在三相不平衡中的应用dq 坐标系在三相电力系统中具有重要的应用价值，可以有效地对三相不平衡进行分析和计算。
在现代电力系统中，dq 坐标系已经成为研究电力系统动态特性和稳定性的重要工具，并被广泛应用于电力系统的控制和保护领域。
了解 dq 坐标系下三相不平衡有功和无功的计算方式对于电力系统的分析和优化具有重要意义。
无功电量计算法则
集宁电力局目前终端和表计的有功电量和无功电量的计算：1）正向无功电量=实际正向无功电量+实际反向无功电量反向无功电量=实际的反向无功电量Eg：终端当前的正向电量为：13.63kwh ；反向电量：2.71kwh表计当前的正向电量为：13.66kwh ；反向电量：0kwh一小时后的为终端：14.67kwh；3.75kwh 表计：14.70kwh；0kwh此时这一段时间走的电量的计算法则为：Q（实际）=3.75-2.71=1.04所以Q（无功电量）=13.63kwh+1.04kwh=14.67kwh；表计的则为14.70kwh附注：表计无功电量=实际正向无功电量+实际反向无功电量反向无功电量=02）正向有功电量和1）类似的其中正向有功（无功）或者反向有功（无功）的电量可对应下图进行组合的。
Eg：正向有功电量=第一象限+第四象限；反向有功电量=第二象限+第三象限。
三相四线和三相三线有功无功组合都可根据向量图来进行具体组合的。
如下：四线和三线的组合都可根据向量图来进行组合，但是注意三相三线在进行计算的时候，Uab 或Ubc 与它对应的电流之间起始自己存在一个夹角为30度，eg ：有功功率Pa=Uab*IaCos （Q+30°）；Pc=Ubc*IcCos （Q-30°）；无功功率 Qa=Uab*IaSim(Q+30°)；Qc=Ubc*IcSim(Q-30°)。
而四线的计算和以上一样的，只是起始角度为0°。
注意：当电量为负值的时候，代表为反向电量(负功率)，且是输出的电量，具体组合可根据以上进行组合的。
三相三线功率计算如下：退出济南铁道职业技术学院电工技术2. 三相功率的测量在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功率。
AZi AW 1W 2****BZ C Z i B i CA BC 两功率表测量三相功率工作原理：三相瞬时功率：所以，p = u A i A + u B i B + u C (–i A –i B )i C = (u A –u C )i A + ( u B –u C )i B = u AC i A + u BC i B= p 1+ p 2p = p A + p B + p C= u A i A + u B i B + u C i C 因为，i A + i B + i C = 0可见，三相功率可用两个功率表来测量。
新能源供电负荷计算公式
新能源供电负荷计算公式随着全球能源需求的不断增长，人们对可再生能源的需求也越来越大。
新能源供电负荷计算公式是一种用于计算可再生能源供电负荷的数学模型，它可以帮助我们更好地规划和管理新能源的利用，以满足不断增长的能源需求。
新能源供电负荷计算公式的基本原理是根据可再生能源的产能和供电需求来确定新能源的供电量。
这个公式通常包括以下几个关键因素：1. 可再生能源的产能，这是指可再生能源设施（如风力发电厂、太阳能电池板等）在一定时间内产生的能源量。
产能通常以千瓦时（kWh）或兆瓦时（MWh）为单位。
2. 供电需求，这是指在一定时间内需要供电的总能量。
供电需求通常以同样的单位（kWh或MWh）来衡量。
3. 新能源供电负荷，这是指可再生能源在一定时间内实际提供的供电量。
它是根据可再生能源的产能和供电需求来计算的。
根据以上三个因素，新能源供电负荷计算公式可以表示为：新能源供电负荷 = 可再生能源的产能供电需求。
这个简单的公式可以帮助我们快速计算出新能源在满足供电需求方面的表现。
但实际情况可能更为复杂，因为可再生能源的产能并不是一成不变的，它受到天气、季节、设备状况等多种因素的影响。
因此，在实际应用中，我们可能需要对这个公式进行一些修正和调整，以更准确地反映可再生能源的供电能力。
除了基本的新能源供电负荷计算公式外，还有一些其他因素也需要考虑，比如新能源的可靠性、稳定性和经济性等。
这些因素可以通过引入一些修正系数或调整参数来加以考虑，从而使得新能源供电负荷计算公式更为全面和准确。
在实际应用中，新能源供电负荷计算公式可以帮助我们更好地规划和管理可再生能源的利用，以最大限度地满足能源需求，并且减少对传统能源的依赖。
通过合理利用新能源供电负荷计算公式，我们可以更好地推动可再生能源的发展，促进能源结构的转型升级，实现可持续发展的目标。
总之，新能源供电负荷计算公式是一种重要的工具，它可以帮助我们更好地理解和利用可再生能源，从而推动能源产业的发展和转型。
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新能源电站的无功配置计算
无功补偿在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。
反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。
因此，光伏电站无功配置补偿装置是否合适满足需求与光伏电站并网发电密切相关，本文详细介绍了无功配置计算方法，以供初学人员参考学习。
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。
二、风电场的无功配置计算
一般需要依据《GBT_19963-2011风电场接入电力系统技术规定》进行风电场的无功配置分析。
风电场的无功损耗主要由4部分构成：
1）箱式变压器：箱式变压器将风机的电压由690V升压到1OkV或35kV，一台风机对应一台箱式变压器。
2）集电线路：风机的电力经过箱式变压器升压后通过集电线路将电力送至风电场升压站。
3）升压变压器：风电场升压站内升压变压器将集电线路送来的电力升压后送出。
4）风电场送出线路：升压变压器将风电电力升压后经送电线路接入电力系统。
同样的，上述无功损耗中变压器损耗占比最大，计算公式相同。
一般的箱式变压器短路电压百分值为4.5％，空载电流百分值为0.9％，无功配置容量应在5.4%以上。
升压变压器短路电压百分值为9％，空载电流百分值为0.19％，无功配置容量应在9.2%以上。
再加上集电线路和送出线路的无功损耗，整个风电场的无功配置应在20%以上。
所以风电场的无功配置容量一般按照电站容量的20%比例来配置。