這里就我公司光伏逆變器在不同現(xiàn)場接入后功率因數(shù)下降問題和相應解決方法做一簡單總結,也簡單談一下對分布式光伏電站設計的一些理解和建議。
首先說明一下功率因數(shù)相關公式:
η= P/S,其中P為有功功率,S為視在功率,
S^2=P^2+Q^2,Q為無功功率,
由公式可知,功率因數(shù)大小與系統(tǒng)有功功率P和無功功率Q相關,當Q為零時,功率因數(shù)為1,當Q小于零時,系統(tǒng)吸收無功,η為負值,當Q大于零時,系統(tǒng)輸出無功,η為正值。
下面以幾個例子分析一下光伏設備接入后功率因數(shù)下降的原因。
1 例子一
示意圖如圖1所示,某工廠通過一條10KV線路供電,變壓器容量2000kVA,光伏發(fā)電設備總容量400kW,并網(wǎng)點在總400V配電柜,工廠原來安裝有400V三相共補型SVC,電流電壓采樣點均在10kV變400V變壓器下口。在光伏設備投運前,系統(tǒng)功率因數(shù)穩(wěn)定在0.9~0.95之間,光伏設備投運后,功率因數(shù)在0.7~0.9之間跳變。
圖1
分析:該分布式項目電網(wǎng)結構簡單,并且光伏并網(wǎng)點接近總變壓器,只有一臺SVC設備,問題排除可逐步確認,首先通過工廠并網(wǎng)點電表確認光伏設備接入前系統(tǒng)的有功功率和無功功率,P為700kW,Q為300kVA,光伏設備接入后,P為350kW~500kW,Q為310kVA。根據(jù)數(shù)據(jù)可見,光伏設備接入后系統(tǒng)無功基本無變化,因為光伏逆變器大多以單位功率因數(shù)運行,輸出基本為全有功,系統(tǒng)功率因數(shù)下降原因主要為系統(tǒng)消耗有功功率有一部分由光伏設備提供,從電網(wǎng)吸收有功功率減少,因此根據(jù)公式 η= P/S,功率因數(shù)降低。從數(shù)據(jù)中同樣可以看出,在光伏設備未接入前,系統(tǒng)無功Q為300kVA,其值偏大,一般SVC設備設定補償起始功率因數(shù)為0.95左右,而現(xiàn)場功率因數(shù)低于該值,懷疑現(xiàn)場SVC設備運行不正常,經(jīng)現(xiàn)場檢查,SVC設備所有電容全部投入,懷疑SVC設備容量不足,因SVC設備為工廠方面原有設備,而且使用時間較長,檢查和維修均不方便,因此放棄通過調整SVC提高功率因數(shù)的方案?,F(xiàn)場將光伏逆變器輸出更改為無功給定模式,調整逆變器使總無功輸出為200kVA,再次投入使用后,觀察并網(wǎng)點數(shù)據(jù)。P為350kW~500kW。Q為100kVA,功率因數(shù)保持在0.95以上,至此問題解決。