关于光伏电站无功补偿容量配置的讨论

浅谈光伏电场升压站无功补偿装置的配置1、无功功率的危害1)无功功率过大，会导致电流增大和视在功率增加，从而使电气设备容量和导线容量增加。

2)使线路及变压器的电压降增大，导致电网电压波动，供电质量降低，严重影响区域电网的整体稳定运行。

3)无功功率增加使总电流增大，设备及线路的损耗也随之增大。

2、什么是无功补偿?电网中的电力负荷形式众多，有容性负载与感性负载之分，在升压站中最常见变压器等设备，输电线路与大部分电气设备属于感性负载，在稳态运行条件下，电网需要向这些设备供应相应的无功功率，在电网中安装并联电气器等无功补偿设备以后，可以为感性负载供应无功功率支撑，削减电网系统无功消耗，由此降低线路及变压器运行过程中的无功损耗，削减电能损失，提高输电线路稳定性，提高功率因数，抑制谐波的产生，改善电能质量、保持系统电压的运行平稳。

3、关于SVGSVG属于电力系统中的一次设备，是典型的电力电子设备，由检测、掌握运算及补偿输出三个模块构成。

其工作原理为由外部CT检测系统的电流信号，上传掌握系统后由掌握芯片分析出当前运行状态;经过计算后由掌握器下达补偿的掌握指令，触发电力电子变频设备发出无功功率进行补偿。

SVG静止无功发生器采用IGBT(可控硅)组成自换相桥式电路，与电抗器组合联接后，并联在电网上，通过调整桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接掌握其交流侧电流，达到快速汲取或者发出所需的无功功率的目的，实现快速动态调整无功的目的。

作为有源形补偿装置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿，目前主流产品的无功补偿相应时间均可达到20ms以内。

4、可研阶段SVG的配置原则根据国家电网公司《风电场接入电网技术规定》中要求，对于直接接入公共电网的风电场，其配置的容性无功容量除能补偿并网点一下风电场汇合系统及主变压器的感性无功损耗外，还可补偿风电场满发时送出线路一般的感性无功损耗，其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路一般的充电无功功率，由于光伏电场未制定单独相关技术规定，因此光伏电站升压站无功补偿装置亦按此要求考虑，在可研阶段，SVG容量的确定一般根据升压站配置主变总容量的15%~20%配置设计较为合理。

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%。

分布式光伏发电并网无功补偿问题摘要：随着光伏电站容量的增大，光伏电站内部的无功损耗也逐渐增加，进而导致光伏电站内部和输电线路的有功损耗增加。

此外，通常要求光伏电站应具有一定的无功备用容量，当电网发生故障时，有利于进行低电压穿越，为电网提供电压支持。

鉴于此，本文对分布式光伏发电并网无功补偿问题进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：分布式光伏；并网点；无功补偿一、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。

大中型光伏电站夜间无功补偿分析摘要:光伏组件白天发电，夜间离网，离网后光伏电站需从电网购电供站内用电。

光伏电站日常负荷非常小，高压电气设备无功损耗相对较大，功率因数很低，电网公司会因此增收额外力调电费作为惩罚。

为了避免功率因数惩罚就必须补偿无功，如果无功补偿设备能耗太大也会提高运营成本，所以如何提高功率因数、降低运营成本成为光伏发电企业必须面对的问题。

关键词：光伏电站；夜间；无功补偿1实例背景官垱光伏电站是一座50MWp的大型光伏电站，建有一座110kV的升压站，站内配置有1台±12.5Mvar的SVG无功补偿设备、一台50MVA的双绕组变压器、40台1MW的箱变和逆变器。

光伏组件所发的电能从升压站输出，通过14.74千米110kV架空输电线路接入电网公司220kV后港变电站。

各计量点位置见图1。

图1 官垱光伏电站各计量点位置电费结算以电网公司港01关口表为依据，总电费计算公式为：总电费=实时电费＋力调电费＋代征电费（1）力调电费是供电公司控制功率因数的奖惩电费，按照电力行业专业术语说就是控制功率平衡的，最主要的目的是给广大用电客户提供稳定可靠的供电服务。

功率因数奖、罚规定：每低于标准0.01时，从电费总额罚款0.5%，以此递增，低于0.7每一级提高到1%，低于0.65每级提高到2%；每高于标准0.01时，从电费总额奖0.15%，以此类推，以0.75%封顶。

官垱光伏电站夜间未投入无功补偿设备，从而导致功率因数极低，电网公司收取了高达1.2倍的力调电费，给光伏电站的运营带来不小的损失。

2 四象限无功组成无功功率是有方向的，母线向线路的无功作为正向，反之线路向母线倒送无功就是反向。

电能计量四象限功率的定义如图2：图2 四象限功率定义图图中：A——有功电能；R——无功电能；RL——感性无功电能；RC——容性无功电能。

Ⅰ象限：消耗有功功率（+A），消耗感性无功功率（+RL）；Ⅱ象限：发出有功功率（-A），发出容性无功功率（+RC）；Ⅲ象限：发出有功功率（-A），发出感性无功功率（-RL）；Ⅳ象限：消耗有功功率（+A），消耗容性无功功率（-RC）。

关于光伏电站无功补偿容量配置的探讨发布时间：2021-01-19T15:04:04.583Z 来源：《基层建设》2020年第26期作者：张宗天[导读] 摘要：光伏电站的无功补偿装置是保证并网点电压水平和电网电能质量的重要措施，对电站的运行具有重要的意义。

中国能源建设集团广东火电工程有限公司广东广州 510700摘要：光伏电站的无功补偿装置是保证并网点电压水平和电网电能质量的重要措施，对电站的运行具有重要的意义。

本文通过分析具体光伏电站项目的无功需求，电站自身具有的无功输出特性，提出简单的光伏电站无功补偿容量计算方法，实现无功容量的准确配置，提升EPC项目竞标能力。

关键词：光伏电站；无功补偿；EPC投标 0 引言随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，在如今的国际工程招标中常规化学能源项目逐渐减少，光伏项目因其高效、清洁特点，占有了很大的市场份额。

关于电站无功补偿容量配置问题，在EPC项目投标阶段，由于投标准备时间较短、掌握的项目技术信息不充分，大多的设计院都是按照经验值配置无功补偿容量，即20%-40%的发电功率，越来越多的光伏电站在实际运行过程中存在无功补偿功率过剩的问题。

这直接增加了EPC承包商的项目造价成本，降低了竞标能力，同时增加了招标方的初始投资成本及后续运维费用。

下面通过具体的沙特RAB 300MW光伏投标项目，探讨在EPC投标阶段一种简单的光伏电站无功补偿容量计算方法，实现电站无功补偿容量的准确配置，增加EPC承包商的竞标能力。

1 光伏电站无功补偿的重要性光伏电站由于受光照等环境因素的影响，光伏电站在并网运行时的有功、无功功率时刻都在变化，对于大型的地面光伏电站，无功功率过快过大的变化将会导致系统电压的剧烈变化，严重时还会导致电网电压崩溃，威胁电网安全。

光伏电站本身可通过并网逆变器的无功输出控制，保证系统电压稳定，但由于大多发电企业都选择MPPT控制模式，逆变器的输出有限，逆变器的无功输出无法保证光伏电站内变压器、汇集线路等无功负荷的需求，仅仅依靠并网逆变器的无功补偿能力，多数情况下无法达到并网系统对电能质量的要求。

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。

解析光伏电站的无功补偿技术摘要：本文结合实际，对光伏电站的无功补偿技术进行研究。

首先阐述光伏电站的电气系统结构内容，其次对并网光伏电站的无功需求与技术进行研究。

希望论述后，可以给相关工作人员提供参考。

关键词：光伏电站；无功补偿；技术要点1光伏电站的电气系统结构并网光伏发电系统内，重要包含光伏阵列、汇流箱、逆变器、变压器等部分，这些对于系统的运行产生直接的影响,光伏阵列中，发电电源并列设置多个光伏组串，利用汇流箱串联使用。

汇流箱中有多个光伏电流汇集到逆变器内，然后把电压调和智能到270V或315V的交流线，然后利用升压变压器直接转换为35kV后，并入到相应的电网内。

光伏电站内一般都会布置升压变压器，把35kV直接提升到110kV，并且和电网进行连接。

根据系统运行的要求，选择合适的升压变压器，容量以及数量都符合电网运行的要求，因为太阳光照强度并不是固定的，一般都是随机变化的，为了保证太阳能可以充分的利用，一般都会在光伏逆变器会利用单位功率因素会的最大功率点跟踪管控。

同时，要想使得入网标准和并网功能符合要求，光伏逆变器选择多种方式，选择合适的控制方法。

2并网光伏电站的无功需求并网光伏电站的无功需求主要是因为升压变压器、输电线路、光伏逆变器等设备所形成的，其中在白天发电的情况下，变压器的无功损耗方面占据主要的部分，而夜晚停止发电的失衡，其充电功率占比较大。

2.1光伏逆变器的无功功率按照目前我国的国家标准，光伏并网逆变器输出功率通常为10%-100%之间，光伏并网逆变器在运行中，根据运行的需要进行因数的调节，这就说明在光伏逆变器可以根据需要调整无功功率，达到额定功率30%的无功支持要求。

典型的1MW光伏升压变压器给网络提供0.3Mvar左右的无功功率。

在具体的应用中，光伏逆变器会选择使用单一功率因数调整方式。

因此，无功功率补偿方式的应用，因为逆变器根据需要应用无功功率方式控制。

2.2变压器的无功损耗光伏电站的变压器在运行中，主要包含两种：第一种和光伏逆变器连接的双裂升压变压器，电压为35KV；第二种为光伏电站并网之前应用的升压柱变压器，电压等级和电网是完全相同的，为110kV。

光伏发电项目容性无功补偿容量研究摘要：近年来，光伏相关行业的发展越来越快，而由于投运的光伏电站数量过多，在运行期间，发现电站的无功补偿容量配置上存在相对较大的问题，会直接影响到初期的投资，会导致后期维修以及维护费用增加，以及会出现光伏电站无功补偿运行不经济的现象。

本文对光伏发电项目容性无功补偿容量进行了研究分析关键词：光伏发电项目；无功补偿容量一关于光伏发电在目前，国家大力的推广分布式的光伏发电，允许个体建设光伏发电设备设施来进行发电，并且会将其并入我国的电网输电线路中。

所谓分布式光伏发电就是指运用光伏组件，能将太阳能直接的转化为电能的分布式的发电系统。

这是一种新型的，并具有广阔的发展前景的发电以及对能源综合利用的方式，其提倡就近原则进行发电，以及就近的进行并网，就近的进行能量的转换，同时满足就近的使用原则。

该技术不仅能够有效的提高等规模的光伏电站的发电量，还可以有效的解决电压在升压以及长距离输送中电能损耗问题。

二光伏发电的优势光伏发电的主要优点体现在以下几个方面：（1）太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用勿须开采和运输。

（2）开发利用太阳能不会污染环境，因为它是最清洁的能源之一，这在环境污染越来越严重的今天是极其宝贵的。

（3）根据计算每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤，是现今世界上可以开发的能源中储量最大的。

根据目前太阳产生核能的速率进行估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命约为几十亿年，因此从理论上讲太阳的能量是取之不尽用之不竭的。

（4）其建设周期短，获取能源花费的时间短。

在当今世界，太阳能的资源是非常丰富的，且分布相当广泛，是一种可再生的新型能源。

而在现今，全世界的环境污染以及资源的短缺问题已非常严重，是世界的关注焦点，而太阳能的光伏发电的安全以及便利和清洁的特点是其成为全世界非常关注的发展趋向。

太阳能光伏的应用非常广泛，且产品多样适应也多种需求，并且，改变了过去只能在电厂发电的局限，是非常值得去研究和探讨的一种技术。

在光伏电站的应浅谈无功补偿技术用摘要：光伏发电技术在现代社会广受欢迎。

光伏发电技术利用清洁环保的太阳能资源替代化石能源，缓解了传统能源危机，改善了生态环境。

近些年我国光伏发电量越来越大，光伏电站容量持续增加，随着光伏电站容量的持续增加，电站内部节点电压越限问题也愈加严重。

本文立足这一背景，运用文献法、调查法等对无功补偿技术在光伏电站的应用展开探究论述，以供借鉴参考。

关键词：光伏电站；无功补偿；技术应用与传统火力发电技术相比，光伏发电清洁环保低排放、低污染，是一项十分适合现代社会，非常有利于环境保护的先进发电技术。

由于光伏发电具有巨大优势，所以近几年我国光伏发电规模不断扩大，光伏发电系统建设开展的如火如荼。

光伏发电虽在缓解传统能源危机，减少碳排放等方面发挥出一定作用，但受技术等因素限制，光伏发电站在运行过程中也会出现许多问题。

如随着装机容量的持续增加，光伏电站自身的电压越限问题也更加严重。

【1】下面结合实际，首先对光伏电站的一些问题做简要分析。

1光伏电站存在问题与原因分析研究与实践证明，随着光伏电站装机容量的增加，电站内部电压波动问题会更加突出，且将大容量光伏电站接入电网后，电网电压也会出现较大波动，电网电压的稳定性会明显降低。

【2】深入研究可知，导致上述问题出现的主要原因有：我国光伏发电站一般建设在日照时间长、光照充足且人烟稀少的西北荒漠地区，这些地区地广人稀，电网结构不是十分坚强完善，电站电压稳定性较弱，故而光伏电站的电压不稳问题也比较突出。

其次，光伏电站中采用的发电机比较特殊，电站中所用逆变器属无机械式的电力电子装置，在调节电流、稳定电压方面有些不足，因此在将大容量光伏电站接入电网后，势必会造成电网电压波动加大，电网电压的稳定性降低。

另外，研究发现，光伏电站的并网电压会受出力的影响。

当有功出力增加时，并网点电压先上升，随后下降，有时还会下降到超过下限，这使电网及光伏电站的安全稳定都受到严重影响。