深圳市英威騰電氣股份有限公司

1 光伏行業(yè)電能質(zhì)量分析

隨著全球能源危機和節(jié)能減排戰(zhàn)略的推進，將可再生能源大量接入電網(wǎng)為本地負荷供電已是大勢所趨，其中并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)以環(huán)保、低噪聲、適用范圍廣等特點而備受青睞?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，太陽能光伏發(fā)電將在發(fā)電系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，為電力市場提供大量優(yōu)質(zhì)電能。

然而，太陽能的隨機性和間歇性使得光伏站的輸出功率是波動的，從而使得光伏電站電壓不穩(wěn)定、并網(wǎng)功率因數(shù)不合格、諧波超標等電能質(zhì)量問題突顯，阻礙了光伏發(fā)電大規(guī)模發(fā)展。因此，解決好光伏發(fā)電系統(tǒng)的無功補償和諧波治理問題對于保證光伏電站系統(tǒng)電能質(zhì)量及安全運行、達到光伏電站接入電網(wǎng)的要求具有重要意義。

2 項目概述

青海海南州某30MWp 項目坐落在青海海南州共和縣光伏產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，光伏發(fā)電單元經(jīng)直流匯線，至逆變器輸出交流，再經(jīng)變壓器升壓后接至35kV 集電線路，集電線路接入配電間35kV 母線，本期工程共4回35kV 集電線路。35kV 本期采用單母線接線，1 回35kV 線路送出。其中35kV 母線側(cè)安裝1 套iSVG 動態(tài)無功補償裝置，滿足該光伏站內(nèi)無功補償需求。

3 項目實施方案

項目所在地環(huán)境條件為極端最高氣溫43.2℃、極端最低氣溫-28.9℃、平均氣溫10.1℃。系統(tǒng)概況是系統(tǒng)電壓36.5kV、系統(tǒng)最高電壓40.5kV、35kV系統(tǒng)開斷電流31.5kA、系統(tǒng)額定頻率50Hz、系統(tǒng)中性點接地方式為不接地。

根據(jù)項目提供的參數(shù)計算，該項目需要配置無功補償容量為±5MVar。iSVG 裝置可以實現(xiàn)感性無功到容性無功-5～5MVar 范圍內(nèi)連續(xù)快速調(diào)節(jié)，最終選擇iSVG-005-35-BT。

經(jīng)過10kV/35kV 升壓變壓器直接掛接到35kV母線，增加了戶外隔離開關(guān)及戶外升壓變壓器，系統(tǒng)方案如圖1所示。

iSVG 投運后運行正常，滿足了光伏電站對于無功補償裝置的要求，順利通過了當?shù)仉姌I(yè)局的驗收。iSVG 現(xiàn)場圖片如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)解決方案

圖2 iSVG 現(xiàn)場圖片

iSVG 運行特點分析如下：

1）并網(wǎng)電壓諧波小于1%

采用獨特的直流電壓平衡技術(shù)及多電平矢量控制技術(shù)，并網(wǎng)電壓諧波更小，排除背景諧波，裝置并網(wǎng)電壓諧波小于1%，如圖3所示。

圖3 并網(wǎng)諧波電壓

2）并網(wǎng)電流無沖擊

采用精確的電網(wǎng)同步技術(shù)和自勵起動技術(shù)，并網(wǎng)電流無沖擊。

3）矢量控制，響應(yīng)速度小于5ms

采用矢量控制，響應(yīng)時間小于5ms，對快速沖擊負荷和閃變具有更好的補償效果。如圖4所示。

4）補償功能多樣化

具有無功補償、諧波補償、穩(wěn)壓補償、三相不平衡補償?shù)裙δ埽鐖D5所示。

5）多重保護功能

圖4 感性到容性電流階躍響應(yīng)

圖5 無功補償輸出電壓電流波形

具有17 種保護功能，確保設(shè)備安全運行，包括 電網(wǎng)過壓保護、電網(wǎng)欠壓保護、電網(wǎng)電壓不平衡保護、電網(wǎng)缺相保護、直流側(cè)總過壓保護、直流側(cè)電壓不平衡保護、過載保護等。

6）正面維護結(jié)構(gòu)設(shè)計

采用正面維護，設(shè)備靠墻安裝，大大節(jié)約了設(shè)備占地面積，方便用戶維護和檢修。

4 結(jié)論

iSVG 高壓靜止無功發(fā)生器是英威騰公司研發(fā)生產(chǎn)的靜止型高壓動態(tài)無功補償設(shè)備，既可補償無功，也能補償諧波，屬于最新一代無功補償產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)、新能源發(fā)電場、軌道交通、冶金行業(yè)和煤礦行業(yè)，可用來提高系統(tǒng)功率因數(shù)和治理諧波、抑制電網(wǎng)電壓波動和三相不平衡，有效改善系統(tǒng)電能質(zhì)量和用電環(huán)境。

其主要功能為：降低線損，提高線路輸電穩(wěn)定性；維持受電端電壓，加強系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；抑制電壓波動和閃變；補償負荷無功，提高系統(tǒng)功率因數(shù)；抑制電網(wǎng)三相不平衡。

客戶收益為：功率因數(shù)一直維持在0.98 以上，滿足接入電網(wǎng)要求；穩(wěn)定了光伏電站35kV 母線側(cè)的電壓，電壓波動d%＜2%；整體解決發(fā)電廠電能質(zhì)量問題，提高并網(wǎng)成功率；動態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)，補償光伏發(fā)電廠無功需求。