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關于光伏電站無功補償容量選擇( 二 )

知識百科


表5
綜上 ， 線纜無功損耗為：20.8+5+625.32=651.12 kvar
2.2 變壓器無功損耗計算
該電站共計20個光伏發電單元 ， 每個光伏發電單元裝機容量為1MW ， 1MW光伏發電單元系統圖如圖1：
如圖1 ， 每個光伏發電單元由若干匯流箱組成1級匯流單元 ， 由2臺直流柜構成2級匯流單元 ， 由2臺0.5MW逆變器及1臺 S11-1000kvA ， 35/0.3-0.3kv組成逆變升壓單元 。 光伏發電單元中 ， 由于逆變器本身具有無功補償效果 ， 故只需計算20臺箱式變壓器無功損耗 。
箱式變壓器參數：
型號：S11-1000kvA ， 35/0.3-0.3kv
容量：1000kvA 短路阻抗：6.5%
變壓器空載電流比：0.31% 變壓器臺數：20
下列計算方法為單臺變壓器無功損耗計算方法
則 ， 該電站20臺箱式變壓器無功損耗計算方法為：
可得出變壓器在不同負荷情況下所產生的無功損耗 ， 如表6：
通過對變壓器各負載情況下的無功損耗計算可以得出 ， 變壓器最小負荷情況下所消耗的無功損耗為62kvar ， 滿負荷情況下所消耗的無功損耗為 1362kvar 。 根據對青海當地已建成部分光伏電站的平均發電負荷的統計得知 ， 20MW光伏電站的平均發電負荷約為70%左右 ， 即變壓器在70%負荷情況下無功損耗為699kvar ， 此時系統無功功率損耗
Q=QL+QT=651.12+699=1350.12kvar
通過以上計算 ， 可為該電站配置補償容量為1.4MVar的無功補償裝置 。 依據傳統無功補償容量的算法可得出 ， 20MW光伏電站需配置的無功補償容量約為電站裝機容量的的10%左右 ， 即2MVar ， 通過對比可以看出 ， 如依據傳統算法對無功補償裝置的容量進行計算 ， 以一個20MW的電站為例 ， 大約會造成月 700kvar的裝置容量浪費 ， 多余補償容量約占總配置容量的35% 。
3 補償容量過大的危害
無功補償裝置容量配置過大不但會增加項目的投資成本 ， 造成項目投入的浪費 ， 而且可能會出現過補償情況 ， 造成站端電壓升高 ， 引起過電壓情況的發生 。 近年來 ， 大量光伏電站中的無功補償裝置多為降壓式成套無功補償裝置 ， 其物理結構由降壓變壓器及無功補償成套控制柜組成 ， 降壓變壓器的容量及大小多與無功補償裝置的容量成正比 ， 即補償裝置容量越大 ， 變壓器的安裝容量及尺寸越大 ， 相應的變壓器基礎也越大 ， 如不合理配置無功補償裝置的容量 ， 造成補償容量配置過大 ， 則會造成補償裝置變壓器的空載損耗及裝置冷卻損耗的增加 ， 降低設備使用效率及經濟效益 。
4 結束語
國家能源局發布的《國家能源局關于下達2014年光伏發電年度新增建設規模的通知》中提到2014年國內新增總規模1400MW ， 由此可以看出在未來1年甚至多年中 ， 光伏發電仍舊是國家所扶持的新興能源行業 ， 盡管光伏電站中的逆變器早已實現了無功調節的功能 ， 但光伏電站需具備一定的無功備用容量用以在電網故障或異常時 ， 向電網提供無功支持 ， 防止電壓崩潰已成為光伏電站設備配置的硬性要求 ， 合理地計算光伏電站的無功損耗 ， 得出合理的無功補償容量配置可避免依靠傳統算法配置過大容量的無功補償裝置 ， 致使光伏電站無功補償裝置的投資浪費 ， 從側面加大光伏電站的投資回報 。