光伏发电站无功补偿技术
光伏逆变器无功补偿功能
光伏逆变器是光伏电站中的重要组成部分，其主要功能是将直流电转换为交流电，并将其输送到电网中。
在这个过程中，光伏逆变器还具有无功补偿功能，这是提高电网稳定性的关键一环。
无功补偿是指通过调节电流相位差或电压大小来调整系统的无功功率，以保持电网的稳定。
在光伏电站中，由于电网常常需要进行无功补偿，因此光伏逆变器需要具备这一功能。
光伏逆变器的无功补偿范围是指其在无功功率调节方面的可调范围。
一般来说，这个范围可以分为容性无功补偿和感性无功补偿两种情况。
容性无功补偿是指光伏逆变器通过吸收无功功率来补偿电网的容性无功功率需求，而感性无功补偿则是通过输出容性无功功率来抵消电网的感性无功功率。
光伏逆变器的无功补偿范围是根据电网的无功需求和光伏发电系统的无功输出能力来确定的。
通常采用无功功率因数（pf）来表示，pf越接近1，说明电网的无功需求越小，表示光伏发电系统的无功输出能力所能覆盖的范围越大。
光伏逆变器的无功补偿功能有很多优势。
首先，它可以提高电网的稳定性，减少电网的电压波动和功率因数波动。
其次，无功补偿可以减少电网中的能量损耗，提高电网的传输效率。
此外，无功补偿还可以提高光伏电站的发电效率，增加电站的经济效益。
在实际应用中，光伏逆变器的无功补偿功能需要根据电网的实际需求进行调整。
例如，在电网负载较轻时，光伏逆变器可以适当减少无功输出，以避免对电网造成过大的影响。
而在电网负载较重时，光伏逆变器则需要增加无功输出，以支持电网的稳定运行。
总之，光伏逆变器的无功补偿功能是光伏电站中的重要组成部分，它可以提高电网的稳定性和传输效率，增加光伏电站的经济效益。
在未来，随着光伏电站规模的不断扩大和电网需求的不断增加，光伏逆变器的无功补偿功能将会得到更加广泛的应用和发展。
分布式光伏发电并网无功补偿问题
分布式光伏发电并网无功补偿问题一、分布式光伏并网系统近年来，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，常采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，逆变器必须具有光伏最大功率点追踪和并网两项基本功能。
对于小于5 kW的并网系统，常采用单相逆变器;大于5 kW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，但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Q。
接入光伏以后，由于光伏提供功率△P，使得电网下行有功减少为P＇，功率因数降低。
要使考核点回到原先的功率因数水平，则至少还需要增加无功△Q。
因此经常出现无功补偿不足时，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1250kVA。
由于光伏装机容量较小，考虑配电侧原有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。
10kV～35kV集中式光伏发电站的无功补偿容量计算方法
10kV～35kV集中式光伏发电站的无功补偿容量计算方法作者：乐瑶王继伟来源：《科技创新与应用》2015年第33期摘要：文章分析了通过10kV～35kV电压等级集中接入系统的光伏发电站的无功补偿容量确定所需考虑的因素，并以某10kV电压等级接入的光伏电站为例，给出了光伏发电站的无功补偿容量计算方法，并得出光伏发电站的电压调节应充分利用逆变器的动态无功调节能力的结论。
关键词：光伏发电站；无功补偿；电压调节；功率因数引言为响应国家能源政策，近年来光伏发电站有了飞速发展，总体建设规模有了显著提高。
光伏发电站的类型主要有两种：一种是集中接入系统变电站的集中式光伏发电站；另一种是接入用户内部的分布式光伏发电站。
对于接入用户内部的分布式光伏发电站，其有功、无功的运行调节宜与所接用户签订协议，并做好调节控制策略。
对于集中汇流接入公网系统的集中式光伏发电站，其有功无功的运行调节宜与公网系统相互协调，光伏发电站接入后不能影响公网系统的电压质量和无功调节能力。
1 光伏发电站无功补偿计算的基本原则根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》（GB/T 19964-2012）第6.2.1条规定，光伏发电站的无功容量应按照分（电压）层和分（电）区基本平衡的原则进行配置，并满足检修要求。
第6.2.2条规定，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。
2 逆变器的无功调节能力对无功补偿容量的影响根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》（GB/T 19964-2012）第6.1.2条，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。
而实际逆变器的无功调节能力不一定达到上述要求；其控制策略和响应时间也不一定能得到电网公司的认可。
如果逆变器的调节能力不能达到上述要求，那么其缺失的调节能力则需要另外加装动态无功补偿装置来弥补。
光伏逆变器无功补偿问题
光伏逆变器无功补偿问前言随着我国国民经济的蓬勃发展，用户对电能质量的要求越来越髙，不仅要求供电连续可靠，也希望供电电压频率稳泄、波形良好，因此，开始对光伏并网逆变器提出了要求，希望光伏逆变器在需要时可向电网提供无功。
也就是要求光伏逆变器具有无功补偿的功能，本文基于这个问题进行了分析，主要研究增加此功能对光伏逆变器的具体要求。
1光伏逆变具有无功补偿的意义在配电网中，短路故障、无功和有功功率冲击等常常会造成电网电压波动，引起电能质量下降，进而影响到配电网中的正常电能使用：尤其是在配电网末端，负载的无功电流也常常影响到电网电压的稳左。
目前，一般采用专门的无功补偿设备来对电网无功进行相应的补偿，这样就增加了额外的设备投入。
光伏并网发电系统可以广泛分布于电网各处，包括电网虚弱的末梢，其并网有功电能的大小决左于光伏阵列的发电功率，一般情况下要求并网电流与电网电压同相位，即保证功率因数为1。
若要求其在适当情况下向电网发出无功功率，这样一左程度上即可以提升电网质量，也可以提高光伏系统的利用率。
故要实现有功发电和无功补偿的统一控制。
光伏逆变器实现无功功率的输出也有助于低电压穿越测试的通过。
2相关标准2.1金太阳：中高压型逆变器的功率因数应能够在0.95（超前）~0.95（滞后）范国内连续可调，有特殊要求时，可以与电网经营企业协商确定。
在其无功输岀范囤内，应具备根据并网点电压水平调节无功输出，参与电网电压调布的能力，其调廿方式、参考电压、电压调整率等参数应可由电网调度机构远程设定。
电压/无功调肖调巧试验：用PC机模拟向逆变器发送无功控制信号（包括调卩方式、参考电压、电压调差率等参数），逆变器应在规左的无功输岀范国内，根据并网点电压水平调节无功输出。
2.2 VDEW （德国）：不同功率等级下，无功功率因数的要求标准（如果运营商提供特性曲线，那么设置曲线上的任意点，逆变器必须在10S内达到相应的功率值）：（1）ESem虫3.68kV4 时，功率因数coscp 范围:0.95（超前）~ 0.95（滞后），与DIN EN 50438 一致（无运营商给岀）：（2） 3.68kVAV£SEng3.8kV4 功率因数cos<p 范围:0.95（超前）~ 0.95（滞后），精度为O.Olcos①，特性曲线如下图：II Q%i under-excited under-excitedV / /、、\0,33 \" \ \! i,o 肝:\HI '、、■f/ .Vover-excited"/ over-excitedMB —图1 3.68kVA<ZSEma,x<13.8kVA,发电系统输岀无功的范用注释：还有一个规疋：无功功率的精度为±5%,比cos<p精度的范围大丫<3）£S E max>13.8kVA,功率因数coscp范围：0.9（超前）~ 0.9（滞后），精度为O.Olcos①，特性曲线如下图：图2》Slima、＞13・8kVA,发电系统输岀无功的范用注释：PGS-power generation system： PGU-power generation unite S A max =ZSEmaxHouse connection line3逆变器的无功和电网无功的关系分析将逆变器等效为一个电流源，并网端的电网电压为〃八大电网的等效电感和电阻分别为Lg、Rg,当并网电感电流仅是有功分疑时，则电感电流与电网电压同频同相，并网端点电压与大电网的矢量关系图如图3(a)黑色线所示；假设逆变器侧视在功率恒立，当并网电感电流含有有功和无功分量，当电网向逆变器输岀容性无功时，并网端点电压与大电网的矢量关系如图3(b)红色线所示，可看出此时逆变器并网端点的电压有了一立的抬髙。
光伏发电站并网逆变器代替svg集中式无功补偿装置探讨
１ 光伏发电站对无功补偿配置的要求
王 宾等:光伏发电站并网逆变器代替 SVG 集中式无功补偿装置探讨
根据 «光 伏 电 站 接 入 电 力 系 统 技 术 规 定 »
(
GB/T１９９６４－２０１２)的规定:
(
１)光伏发电 站 的 无 功 容 量 应 按 照 分 层 和 分
区基本平衡的原 则 进 行 配 置,并 满 足 检 修 备 用 的
要求 [１];
(
２)通过 １０~３５kV 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 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;
(
３)对于通过 １１０(
６６)
kV 及以上电压等级 并
网的光伏发电站,无功容量配置应满足下列要求:
２０１９ 年第 ６ 期
１．
２．
摘 要:在光伏电站的设计中,为满足接入电网的相关要求,一般按照光伏 电 站 并 网 容 量 的 ２０~３０％ 配 置 SVG 动 态 无 功 补
偿装置,如果并网逆变器所具有的连续无功调节能力能满足光 伏 电 站 并 网 的 要 求,那 我 们 在 光 伏 电 站 的 建 设 中 能 节 省 数 百
第 ３８ 卷第 ６ 期
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３８,No．
６
四 川 水 力 发 电
２０１９ 年 １２ 月
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２０１９
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光伏发电站并网逆变器代替 SVG 集中式
无功补偿装置探讨
王 宾１,
张 健２
(
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。
分布式光伏发电项目无功补偿不足有效的解决方法
分布式光伏发电项目无功补偿不足有效的解决方法技术领域：光伏发电行业背景技术：在太阳能可再生能源利用的光伏发电行业内，在用户侧0.4KV并网的自发自用、余电上网的低压光伏发电系统，在变压器低压侧母线并铜排形式并网发电。
在并网发电后无功补偿柜上的无功控制器显示的功率因数值下降，低于电网要求的0.9，有时低至0.3左右，因为供电局结算电费时对于功率因数低于标准要求的0.9，会根据降低成度给与不同的力调电费罚款，越低罚款越多。
这个罚款是要算在光伏发电建设方头上的。
这种情况给众多光伏建设企业造成困惑和经济所示。
光伏企业想过很多提高功率因数的办法：1.通过逆变器调整发出容性无功，用来提高功率因数；2.将无功补偿柜（电容器柜）上的控制器更换成四项限的无功补偿控制器；3.将并网点接到变压器低压进线柜断路器变压器测；上述办法1的方式可以补偿无功，但牺牲了发出的部分有功，造成了投资方收益的很大损失；方法2更换四象限无功补偿控制器，因为无功补偿控制器是三相的，需要将无功采样CT增加B、C两相，需要将变压器停电进行改造，但实际效果不好，不能满足功率因数达到0.9及以上的要求。
方法3从理论和实际可以解决功率因数降低问题，但因为所接位置空间有限，施工难度太大，实际施工均没有采用这种办法。
通过上述方法和方法的效果了解，方法2、方法3均放弃，多数采用方法1来实现容性无功补偿，提高低压系统的功率因数。
此项专利申请所要解决的技术问题通过本专利的方法，解决因接入光伏发电系统导致原配电系统无功补偿不够、功率因数低的问题，经济有效的提高系统的功率因数，避免供电局罚款。
此项专利申请的技术方案简介在光伏并网柜内A相安装1个变比同原配电系统无功采样CT(电流互感器)，精度0.5级，互感器二次线接到无功补偿柜上的无功采样CT接入端子，注意要保证这个CT二次电流流入流出电流方向一致，接好后，无功补偿柜正常工作，功率因数恢复正常，一般补偿都会在0.98左右，远高于电力系统要求的0.9。
动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用
动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用摘要：由于光伏电站接入电网使系统的潮流分布改变了，如果接入的容量很大会影响网点电压，使电压越限。
光伏电站在夜间有功出力为0时，也可以作为线路的无功补偿装备，对线路输电能力得到进一步提高。
当前我国的电力系统中通常使用无功补偿装置为SVG(static var generator，SVG)型的动态无功补偿装置，具有很多优点，而被广泛应用在光伏电站中。
本文分析来了SVG，分析了光伏电站的SVG常见运行问题，并介绍了动态无功补偿装置SVG在光伏电站的应用，以供相关人员参考和借鉴。
关键词：光伏电站；SVG；无功补偿引言对电网来说，光伏电站输送的有功和无功均为时变量，且变化范围较大。
由于光伏电站的无功消耗与其运行控制方式有很大关系，对于光伏电站的无功功率与电压控制，一般大中型光伏电站应配置无功补偿系统，调节无功功率，控制并网点电压。
为了保证输电质量，减小线路损耗以及满足系统调度要求，本文将对大中型光伏电站无功补偿装置的补偿容量和补偿方式进行探讨。
1、SVG的基本概述1.1、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。
SVG等效原理图如图1所示。
图1 SVG等效原理图1.2、SVG的特点1.2.1、动态补偿可同时对无功功率和谐波进行补偿，且补偿无功功率可做到连续平滑双向调节，满足功率因数补偿需求，从而取得良好的经济效益。
1.2.2、响应时间短整机响应时间≤5ms，可实现额定容性和感性输出任意切换，满足任何冲击性负载的补偿。
1.2.3、优异的谐波输出特性SVG既可以输出近似正弦波的无功电流用于电网补偿，也可以输出设定次数的谐波电流用于负荷谐波滤波，很好的满足无功补偿与谐波治理的综合需求。
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。
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。