樂瑤　王繼偉

摘 要：文章分析了通過10kV～35kV電壓等級集中接入系統(tǒng)的光伏發(fā)電站的無功補償容量確定所需考慮的因素，并以某10kV電壓等級接入的光伏電站為例，給出了光伏發(fā)電站的無功補償容量計算方法，并得出光伏發(fā)電站的電壓調(diào)節(jié)應充分利用逆變器的動態(tài)無功調(diào)節(jié)能力的結論。

關鍵詞：光伏發(fā)電站；無功補償；電壓調(diào)節(jié)；功率因數(shù)

引言

為響應國家能源政策，近年來光伏發(fā)電站有了飛速發(fā)展，總體建設規(guī)模有了顯著提高。光伏發(fā)電站的類型主要有兩種：一種是集中接入系統(tǒng)變電站的集中式光伏發(fā)電站；另一種是接入用戶內(nèi)部的分布式光伏發(fā)電站。對于接入用戶內(nèi)部的分布式光伏發(fā)電站，其有功、無功的運行調(diào)節(jié)宜與所接用戶簽訂協(xié)議，并做好調(diào)節(jié)控制策略。對于集中匯流接入公網(wǎng)系統(tǒng)的集中式光伏發(fā)電站，其有功無功的運行調(diào)節(jié)宜與公網(wǎng)系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，光伏發(fā)電站接入后不能影響公網(wǎng)系統(tǒng)的電壓質量和無功調(diào)節(jié)能力。

1 光伏發(fā)電站無功補償計算的基本原則

根據(jù)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》（GB/T 19964-2012）第6.2.1條規(guī)定，光伏發(fā)電站的無功容量應按照分（電壓）層和分（電）區(qū)基本平衡的原則進行配置，并滿足檢修要求。第6.2.2條規(guī)定，通過10kV～35kV電壓等級并網(wǎng)的光伏發(fā)電站功率因數(shù)應能在超前0.98～滯后0.98范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，有特殊要求時，可做適當調(diào)整以穩(wěn)定電壓水平。

2 逆變器的無功調(diào)節(jié)能力對無功補償容量的影響

根據(jù)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》（GB/T 19964-2012）第6.1.2條，光伏發(fā)電站安裝的并網(wǎng)逆變器應滿足額定有功出力下功率因數(shù)在超前0.95～滯后0.95的范圍內(nèi)動態(tài)可調(diào)。而實際逆變器的無功調(diào)節(jié)能力不一定達到上述要求；其控制策略和響應時間也不一定能得到電網(wǎng)公司的認可。如果逆變器的調(diào)節(jié)能力不能達到上述要求，那么其缺失的調(diào)節(jié)能力則需要另外加裝動態(tài)無功補償裝置來彌補。相對逆變器調(diào)節(jié)能力達到上述要求的情況，加裝的動態(tài)無功補償裝置容量將有所增加。

3 光伏發(fā)電站電壓偏差要求

根據(jù)《光伏發(fā)電站無功補償技術規(guī)范》（GB/T 29321-2012）第4條要求：

光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓偏差應符合下列要求：（1）通過10（6）kV電壓等級接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站，其并網(wǎng)點電壓偏差為相應系統(tǒng)標稱電壓的±7%。（2）通過35kV～110kV電壓等級接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站，其并網(wǎng)點電壓偏差為相應系統(tǒng)標稱電壓的-3%～+7%；事故后恢復電壓為系統(tǒng)標稱電壓的±10%。在系統(tǒng)公共連接點（PCC）的電壓達到邊界值時，光伏發(fā)電站并網(wǎng)點的電壓能否滿足上述要求，需要進行驗算。

4 工程算例

某8MWp的光伏發(fā)電站通過1回10kV線路接入系統(tǒng)，各出力下，逆變器輸出的功率因數(shù)如表1所示。滿發(fā)時，各元件的充電功率和無功損耗如表2所示。

若逆變器無功可動態(tài)調(diào)節(jié)，則可不裝設動態(tài)無功補償裝置，對應無功補償容量計算如表3所示。

若逆變器不具備動態(tài)調(diào)節(jié)能力，則需新增無功補償裝置補足調(diào)節(jié)范圍，動態(tài)無功補償裝置的調(diào)節(jié)范圍在1.7809Mvar（容性）～1.4680Mvar（感性）之間，具體見表4。由此可知，在逆變器不具備無功動態(tài)調(diào)節(jié)能力的情況下，勢必會增加光伏發(fā)電站的動態(tài)無功補償裝置的容量，從而增加占地和投資。

不論逆變器是否具備動態(tài)無功調(diào)節(jié)的能力，均需對電壓偏差進行校驗，當PCC電壓達到上限10.7kV時，光伏并網(wǎng)點的電壓偏差不能超過10.7kV，即送出線路的無功損耗和充電功率需由光伏電站完全平衡。校驗結果見表5。由表中結果可知，并網(wǎng)點的功率因數(shù)未超過超前0.98～滯后0.98的范圍，能滿足電壓調(diào)節(jié)的需求。

5 結束語

（1）光伏電站的無功補償容量的確定，需考慮無功平衡和電壓調(diào)節(jié)兩方面。（2）光伏電站的無功調(diào)節(jié)能力很大程度上取決于逆變器的無功調(diào)節(jié)能力，光伏電站應優(yōu)先利用逆變器的動態(tài)無功調(diào)節(jié)能力。

參考文獻

[1]GB/T 19964-2012.光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定[S].

[2]GB/T 29321-2012.光伏發(fā)電站無功補償技術規(guī)范[S].