对分布式光伏接入企业界网的无功补偿控制器采样改造的讨论

　　近年来，在应对全球气候变暖的大布景下，大力开展可再生动力以代替化石动力已成为很多国家动力转型的大势所趋，节能环保的发电办法越来越遭到各国的喜爱。在现在很多备选的可再生动力类型中，太阳能无疑是最理想的动力之一，且在各国中长期动力战略中占有重要方位。

　　分布式光伏具有量体裁衣、涣散布局、就地消纳的特色，是未来光伏开展的重要方向，商场潜力巨大。近年来，因为国家鼓舞开展清洁动力，分布式光伏的装机容量逐年进步，取得了杰出的经济效益和社会效益，可是分布式光伏接入电网后呈现的各种问题也日益闪现，其间就包含无功补偿问题。

　　电力系统功率因数下降会引起许多不良状况，不利于电网经济运转，可通过对房顶设备光伏组件的用户的配电室进行线路改造，进步用户无功就地补偿设备运转的灵活性，进步用户功率因数，以防止因为功率因数下降形成力调电费添加。

　　本文以某房顶分布式光伏电站项目为例，针对企业接入分布式光伏后电力系统功率因数下降的问题，提出3种改造方案，并对各方案进行剖析优选。

　　该光伏电站每个企业用户为1个接入点，以10 kV或380V电压等级接入用户内部电网或公网，选用“自发自用、余电上网”或“全额上网”的形式。该光伏电站规划寿命为25年。

　　其间，某子站企业为液压机厂，厂房房顶铺设了容量为302.94 kWp的光伏组件，通过逆变器、沟通汇流箱后直接接入厂区低压配电房380V母线，选用“自发自用，余电上网”的形式。厂区配电房380V低压母线 kVar 的电容器组。接线 存在问题及剖析

　　企业在接入光伏发电系统前，功率因数也存在力率罚款的状况，可是实践力率较规范力率距离较小，力调电费较低。在接入光伏发电系统后，电网侧计量点丈量厂区功率因数较接入前下降显着，特别是在天气晴好、光伏发电量较大时，功率因数在0.4～0.5之间，导致企业力调电费添加。

　　经现场查看发现，在功率因数下降时，存在无功补偿设备无法正常投运的状况，并对这一状况进行剖析。无功补偿控制器采样点坐落企业变压器低压侧断路器下进线侧，计量电流互感器(CT) 之前，采样办法为单相电压、电流方向采样，采样点的采样数据= 电网侧输入功率S1+ 厂房用电负荷S2– 光伏发电量S3。

　　控制器以网侧输入功率为正，在接入光伏发电系统前，当厂房用电负荷S2添加时，电网侧输入功率S1也添加，相应控制器投运电容器组，以确保功率因数值。

　　在接入光伏发电系统后，厂内负荷大都由光伏发电量S3供给；单个时间段还存在倒送电的状况，比方正午日照最好的时间段，却是企业职工的休息时间。因而，原采样点采样到的数据变小，或采样到的功率数据存在负方向倒送的状况，无功补偿设备无法及时投运。

　　对企业配电房的光伏接入柜电缆进行改接，将光伏接入电缆接入点移至企业变压器低压侧断路器下进线侧，无功补偿设备控制器采样点方位不变。改造后，采样点的采样数据= 电网侧输入功率S1+ 光伏发电量S3– 厂房用电负荷S2，接线所示。

　　将光伏接入点直接接入企业变压器低压侧，该办法可以从本质上处理功率因数下降的问题。可是改造需求企业停电，而且需求施工部队进行协作，在基建期间可以施行，且本钱较低。

　　四象限无功补偿控制器依据四象限无功原理( 如图3所示)，通过丈量双向的有功和无功数据，可以核算出四个象限的有功、无功功率，实时得出负载在光伏发电足够时，或光伏发电功率缺乏负载，需求从电网侧吸收功率时的功率因数，精确的投切电容器组。

　　可是替换四象限控制器需求加装别的两相CT，且四象限无功补偿控制器价格较高，控制器设备方位的标准或许不配套，需求另行改造，因而本钱较高。

　　本方案与方案1相似，通过改造二次回路，将电网侧输入功率与光伏输入功率的采样信号并联后接入无功补偿控制器；改造后，通过二次信号的改造，接入无功补偿控制器的信号等同于方案1，光伏发电接入侧的功率信号与电网侧输入功率信号一起接入无功补偿设备控制器中，进步无功补偿控制器运转的灵活性，如图4所示。本方案改造不需求停电，较为便利。

　　原无功补偿控制器采样点所采样的电流数据采自于流经开关本体维护用CT 的电流，因为维护用CT是依据三相短路的最大短路电流核算CT变比的，所以变比较大，该企业所用CT变比为600/5，另一家企业所用CT变比为2000/5。无功补偿设备在设备时直接选用的是开关维护用CT所采样的数据，因为该企业正常运转下负荷电流较小，约为100A，所以通过CT丈量后，二次电流很小，会影响精度。必要时可加装适宜变比的CT，以最大负荷电流乘以1.2～1.3的牢靠系数作为CT一次电流来挑选CT，可是要从头设定无功补偿控制器的参数，这样可进步控制器采样的精度。

　　存在此类问题的分布式光伏系统怎样进行改造方案的挑选：若项目在基建时期，或具有进行一次高压线路改造的条件，可挑选方案1；关于容量大，负载用电状况复杂的分布式光伏系统，可挑选方案2；关于不具有一次高压线路停电改造条件的项目，可选用方案3。

　　最终该企业采纳方案3进行了改造，无功补偿设备正常投运，功率因数稳定在0.7左右，相较之前的0.4～0.5得到了改进。

　　本文针对企业接入分布式光伏后电力系统功率因数下降的问题提出了3 种改造方案，使问题得到了有用改进。因为光伏发电是动态改变的，加上用户的负荷也或许改变，未经改造的采样线路或许会导致无功补偿控制器无法得到实在采样数据， 因而需依据线路实践状况进行改造，以确保无功补偿设备正常投运，确保总进线处的功率因数可以满意供电公司的要求。

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