光伏電站對于無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用研究

湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司摘要：光伏發(fā)電是目前最綠色環(huán)保的發(fā)電方式，光伏電站的規(guī)模隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸增大，光伏電站配置無功補(bǔ)償設(shè)備可以提高光伏輸送容量和保證光伏電站系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在當(dāng)前社會電力系統(tǒng)中，最常用到的無功補(bǔ)償裝置為SVG。本文結(jié)合光伏電站晝發(fā)夜停以及內(nèi)部電纜輸送電力，對于光伏電站的內(nèi)部無功補(bǔ)償技術(shù)需求和無功補(bǔ)償技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用介紹。關(guān)鍵詞：光伏電站；無功補(bǔ)償技術(shù)；運(yùn)用本工程為湖南衡陽衡東縣霞流鎮(zhèn)20MW光伏電站項(xiàng)目，工程擬建在湖南省衡陽衡東縣霞流鎮(zhèn)的白村，工程地形水是湖，直流總裝機(jī)標(biāo)稱容量20MWp，在白村建設(shè)1個20MW的光伏電站。這個光伏電站的建設(shè)工程量巨大，而且很復(fù)雜，涉及到光伏電站的建設(shè)單位：衡東縣旭衡新能源科技有限公司，總承包單位：東方日升（寧波）電力開發(fā)有限公司，設(shè)計(jì)單位：河北能源工程設(shè)計(jì)有限公司、衡陽雁能電力勘測設(shè)計(jì)咨詢有限公司，監(jiān)理單位：甘肅吉田項(xiàng)目管理有限公司，施工單位：湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，所以光伏電站對于無功補(bǔ)償技術(shù)的研究運(yùn)用是非常重要的，這樣可以分配好光伏電站的工作，這樣可以保障光伏電站工程更好的進(jìn)展。一、光伏電站的構(gòu)成以及無功補(bǔ)償裝置SVG的原理光伏電站作為可再生清潔能源的代表，隨著電站容量的不斷增大，光伏電站內(nèi)部無功損耗也在逐漸增加，所以需要在建設(shè)電站的時候，對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，這樣如果電網(wǎng)發(fā)生問題的時候，可以運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)為電網(wǎng)提供電壓支持［1］。光伏電站主要是由光伏陣列，匯流箱，逆變器，升壓變壓器和升壓電站等構(gòu)成，這個工程的光伏組件每個發(fā)電單元的電池組件采用串并聯(lián)的方式組成多個太陽能電池陣列，太陽能電池陣列經(jīng)組串式逆變器、交流匯流箱接入箱式變壓器，以35千伏電壓等級接入開關(guān)站。所以對于無功補(bǔ)償技術(shù)在這個光伏電站的運(yùn)用研究是非常重要的。SVG是一種有源型的無功發(fā)生器，它的交流側(cè)經(jīng)電抗與電網(wǎng)相聯(lián)系。通過一定的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)SVG發(fā)出或吸收無功功率的目的，達(dá)到無功補(bǔ)償?shù)囊蟆Ｍㄟ^圖一，看出SVG的基本工作原理是將小段的電路通過電抗設(shè)備或者并聯(lián)的方式添加在整個電網(wǎng)上調(diào)節(jié)電路，交流側(cè)輸出電壓相位和幅值或者是控制交流側(cè)電流，讓電路發(fā)出滿足需求的無功電流，從而動態(tài)補(bǔ)償無功功率。SVG這個設(shè)備是適合湖南衡陽衡東縣霞流鎮(zhèn)20MW光伏電站項(xiàng)目中使用的。圖一：SVG原理圖在這個光伏電站項(xiàng)目中，為了保證輸送電流的質(zhì)量，減少電路的損耗，滿足光伏電站整個系統(tǒng)調(diào)整的要求［2］。光伏電站在集中升壓變壓器的低壓側(cè)安裝集中的無功補(bǔ)償裝置，光伏電站無功消耗主要由低壓電纜升壓變，高壓電纜，架空線路，因?yàn)檎麄€光伏電站占地面積比較大，這個光伏電站的面積約500畝，每個發(fā)電區(qū)域的距離比較遠(yuǎn)，所以要對光伏電站內(nèi)部低壓匯集電纜的無功消耗。二、無功補(bǔ)償技術(shù)的分類在光伏發(fā)電站中，無功補(bǔ)償技術(shù)主要是集中進(jìn)行對項(xiàng)目進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?，通過相關(guān)設(shè)備來平衡電網(wǎng)的無功功率，提高系統(tǒng)尾部變電所的母線電壓，光伏發(fā)電站的變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。在配電線路中的無功補(bǔ)償是通過在線路桿上搭建安裝電容器來實(shí)現(xiàn)的，線路補(bǔ)償是要根據(jù)整個變電站的工程來進(jìn)行相關(guān)合理規(guī)劃，線路補(bǔ)償方式主要是為了變電站內(nèi)的線路和公用變壓器需要的無功功率補(bǔ)償。隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器群體和電動機(jī)聯(lián)系的方式來進(jìn)行無功補(bǔ)償，通過控制保護(hù)裝置，讓電機(jī)在用電設(shè)備運(yùn)行的時候，低壓電容器群體投入使用，用電設(shè)備停止時，低壓電容器群體設(shè)備也隨之停止，這樣的做法不需要人工去多次的調(diào)整無功補(bǔ)償?shù)娜萘浚?］。所以隨機(jī)補(bǔ)償?shù)陌惭b很容易簡單，配置設(shè)使用便捷，不需要人工進(jìn)行過多的干涉。還有一種跟隨機(jī)器設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞诫S器補(bǔ)償，就是將低壓電容器通過第二保險連接在配電變壓器的二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器的無功補(bǔ)償方式來進(jìn)行變電站的無功補(bǔ)償，接線非常簡單，如果發(fā)生問題，維護(hù)很方便，但是損耗的電量很多，會導(dǎo)致變電站的電力花費(fèi)上漲［4］。跟蹤補(bǔ)償是指無功補(bǔ)償投切裝置，作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器群體補(bǔ)償在母線上的方式，但是它只適合100千伏以上的光伏電站工程，本工程是35千伏的光伏電站，所以這種跟蹤無功補(bǔ)償方式不適合本次工程。三、無功補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)備的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用并聯(lián)電容器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種無功補(bǔ)償裝置，機(jī)械投切電容器裝置由諸多儀器組成，其中電阻器主要是用來提供足夠的無功功率，串聯(lián)電抗器主要是為了限制電容投切過程中的涌出電流，同時吸收整個系統(tǒng)中的諧波電流，斷路器實(shí)現(xiàn)電容器組的投切，控制器根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)，例如電壓，輸功率數(shù)，投切的時間限制來對斷路器控制。避雷器是為了保護(hù)電容器免受操作過程中電壓的威脅，放電線圈著則是為了在電容器停止運(yùn)行后，短時間內(nèi)完成對電容器兩端電荷的釋放，避免再次投入電容中產(chǎn)生高壓危險。這樣的無功補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，效果明顯，但是它存在著一些缺點(diǎn)，它的電容量是不會改變的，所以不對不同等級的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行無功補(bǔ)償，同時因?yàn)殡娙萜鞯呢?fù)電壓特點(diǎn)，在投切時系統(tǒng)電壓很容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的變化，放大諧波電流。這些缺點(diǎn)應(yīng)該利用當(dāng)前的信息科技技術(shù)進(jìn)行改變［5］。同步調(diào)相機(jī)是一種特殊的同步發(fā)電機(jī)，它的發(fā)動車上不用承擔(dān)負(fù)載，專門用來補(bǔ)償無功功率。當(dāng)同步調(diào)相機(jī)的容量非常大的時候。他單位容量設(shè)備的費(fèi)用就會很低。這樣就比較適合補(bǔ)償那種容量較大的光伏電站，但是它的后續(xù)維護(hù)非常復(fù)雜，如果一旦出現(xiàn)問題需要很大的工作量去維修，所以他不能滿足動態(tài)補(bǔ)償?shù)囊蟆VG俗稱靜止無功發(fā)生器，隨著國家科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了一種可以不需要人工切換電路電流的禁止無償補(bǔ)償裝置，SVG裝置具有很多的優(yōu)點(diǎn)在無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用中，但是他的設(shè)備造價高昂。需要通過尋找可以代替的低價材料設(shè)備來對成本進(jìn)行降低，實(shí)現(xiàn)SVG設(shè)備更大范圍的應(yīng)用。結(jié)束語：對光伏電站無功補(bǔ)償技術(shù)作為重要的技術(shù)在光伏電站中應(yīng)用，首先對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行大體分類，根據(jù)不同的類型對應(yīng)相應(yīng)的工程來進(jìn)行使用，其次對無功補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)備設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的分析研究對這些無功補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)備和在實(shí)際應(yīng)用中存在的特點(diǎn)和不足進(jìn)行研究，在未來的無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展中，借助各種科技手段對這些不足進(jìn)行改善，讓無功補(bǔ)償技術(shù)在光伏電站中得到更好的應(yīng)用，讓光伏電站有更好的發(fā)展，更好地為全人類服務(wù)。參考文獻(xiàn)：［1］張剛剛.光伏電站動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造，2017（15）：18-19.［2］任繼光.大型并網(wǎng)風(fēng)電場和光伏電站內(nèi)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用技術(shù)探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（3）：48-49.［3］鄧春秒.探析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].華