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一文了解行話“無功補償”!未來或成光伏電站標配!

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-05-23  來源:歐樂文化  瀏覽次數(shù):896
核心提示:隨著新能源成為全球能源可持續(xù)發(fā)展的主流趨勢席卷,太陽能作為主要的清潔能源,被廣泛應用于光伏電站中。但由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸
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隨著新能源成為全球能源可持續(xù)發(fā)展的主流趨勢席卷,太陽能作為主要的清潔能源,被廣泛應用于光伏電站中。但由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率受到氣象等因素影響而具有隨機性,導致并網點輸出的有功功率出現(xiàn)變動,“無功補償”技術便應運而出。

 


【歐樂光儲充資訊】微信公眾號(aolarPV)訊,隨著新能源成為全球能源可持續(xù)發(fā)展的主流趨勢席卷,太陽能作為主要的清潔能源,被廣泛應用于光伏電站中。但由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率受到氣象等因素影響而具有隨機性,導致并網點輸出的有功功率出現(xiàn)變動,“無功補償”技術便應運而出。

你了解“無功補償”嗎?話不多說,接下來就跟大家好好聊聊這個詞!

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什么是“無功補償”

 

官方定義:無功功率補償,是一種在電力供電系統(tǒng)中起提高電網的功率因數(shù)的作用,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境的技術。


解釋過于官方,是不是還沒理解?要更明白地了解什么是“無功補償”,我們得先知道什么是無功功率。

在電力系統(tǒng)中,功率分為有功功率和無功功率,和這兩個詞密切相關的還有“功率因數(shù)”。我們先來看有功功率,所謂有功功率就是日常各種用電設備正常運行時所需要的電功率,當電力系統(tǒng)負載中存在感性負載(如電感器、電動機),會導致功率因數(shù)低下,即系統(tǒng)中存在較多的無功功率。功率因數(shù)作為電力系統(tǒng)的重要技術數(shù)據(jù),功率因數(shù)越低說明電路用于交變磁場轉換的無功功率大,這也就意味著設備的利用率在降低。

若還是不明白,我們舉個例子,我們日常吃菠蘿的過程中,削皮的技術,我們可以稱為功率因數(shù);削下的皮,稱之為無功功率;削過皮的菠蘿則是有功功率。只有我們削果皮的技術(功率因數(shù))提升了,削下的果皮(無功功率)更薄更精準,那我們拿到的果肉(有功功率)才能更多。

但在電氣設備中,無功功率并不是無用功率,其用于建立和維持磁場,為設備的正常運行提供必要的環(huán)境。雖然它不對外做功,但其作用卻不可或缺。有功功率是電路中的“實干家”,無功功率則扮演著另一種重要的角色。它不直接參與能量的轉換,而用于電路內電場與磁場的交換??梢哉f,沒有無功功率,電動機無法轉動,變壓器也無法變壓,整個電路系統(tǒng)將陷入癱瘓。

簡言之,為了提高功率因數(shù)并減少無功功率的影響,我們需要進行“無功補償”。

 

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為什么要進行“無功補償”

其實在前面闡述“無功補償”是什么的時候,就已經提到了“無功補償”的重要性。

隨著電力需求的不斷增加,電力系統(tǒng)面臨著更高的負荷和不穩(wěn)定的電能使用情況。系統(tǒng)中眾多的無功負載,尤其是感性無功負載,其所吸收的無功功率是由發(fā)電廠提供的,也就是說發(fā)電機在工作時就會向系統(tǒng)釋放有功電能,同時對感性負載提供相應的無功電能。發(fā)電機運行時,如果沒有無功輸出就會對發(fā)電系統(tǒng)造成破壞性的影響。

當系統(tǒng)中無功功率需求增大時,如果不人為地安裝無功補償裝置,發(fā)電廠要通過調相的方式來加大無功功率輸出,由于發(fā)電機的容量是有限的,那么就勢必要減少有功功率的輸出量,這樣不僅增加供電投資、降低設備利用率,也將增加線路損耗。

portant; overflow-wrap: break-word !important;">交流供電系統(tǒng)中,無功的存在對能量的傳輸和交換有著巨大意義,無功補償可保證無功功率的供給,以滿足用戶對無功功率的需要,使得用電設備在額定電壓下高效、安全、穩(wěn)定工作。

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怎樣進行“無功補償”

一般在系統(tǒng)中所說的無功負載大部分是感性無功負載,把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路,當感性無功負載吸收能量時,容性負載釋放能量,而感性負載釋放能量時,容性負荷卻在吸收能量,能量在容性負載和感性負載之間交換,這樣容性負載所吸收的無功功率可以從容性負荷裝置輸出的無功功率中得到補償,無功功率就地平衡掉,以降低線路損失,提高帶載能力,降低電壓損失及緩解發(fā)電廠的供電壓力,這就是無功補償?shù)幕驹怼?br />

搞明白了“無功補償”的基本原理,接下來就為大家介紹幾種主流無功補償形式。

 

#01-個別補償

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一般用于對單臺用電設備所需的無功就近補償,其把電容器直接接到單臺用電設備的同一個電氣回路,用同一臺開關控制,同時投運或斷開。

此補償方法的效果較好,電容器靠近用電設備,就地平衡無功電流,可避免無負荷時的過補償,使供電質量得到保證。常用于高低壓電動機等用電設備。但這種補償方式在用戶設備非連續(xù)運轉時,電容器利用率低,不能充分發(fā)揮其補償效益。

#02-分組補償

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將電容器分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上,它可根據(jù)系統(tǒng)負荷的變化投入或切除電容器組。
此補償效果也比較好,但造價相對較高。

#03-集中補償

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所電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側的母線上。此補償方式安裝簡單、運行可靠,但補償效果較前兩種補償方式差,造價也相對較高。

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光伏電站為什么要進行“無功補償”

國家電力部門規(guī)定:凡是安裝有低壓變壓器地方及大型用電設備旁邊都應該配備無功補償裝置,特別是那些功率因數(shù)較低的工礦、企業(yè)、居民區(qū)必須安裝。例如大型異步電機、變壓器、電焊機、沖床、車床群、空壓機、壓力機、吊車、冶煉、軋鋼、軋鋁、大型交換機、電灌設備、電氣機車等尤其需要。

除了國家部門的有關規(guī)定,無功補償裝置在光伏電站中發(fā)揮著極其重要的作用。眾所周知,光伏電站使用太陽能電池板將太陽能轉化為電能。當這些電站與電網連接時,它們會產生一些電力質量問題,其中之一就是無功功率的問題,無功補償裝置便起了作用。


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電網穩(wěn)定性:

在電網中,有功功率和無功功率共同作用,以維持電壓和頻率的穩(wěn)定。無功功率可以看作是電網的“支撐力”,用于維持電壓水平。

電壓調節(jié):

光伏電站在某些情況下可能會引起電網電壓的波動。通過提供無功補償,可以幫助穩(wěn)定電網電壓,防止因光伏電站接入造成的電壓不穩(wěn)定問題。

增加輸電能力:

無功功率補償可以有效地減少電網損耗,提高輸電線路的利用率,從而增加電網的輸電能力。

 

 

減少損耗:

通過優(yōu)化電網的功率因數(shù),可以降低電網的傳輸損耗。無功補償可以改善功率因數(shù),從而減少電網損耗。

 

 

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“無功補償”在光伏電站中的應用

近年來,在國家的多重政策支持下,光伏發(fā)電裝機容量迅速增長,然而,光伏電站接入電網系統(tǒng)時造成的系統(tǒng)電壓波動、諧波增大等系列問題也亟待解決。為滿足系統(tǒng)對光伏電站接入的要求,合理配置無功補償裝置必不可少,目前大多數(shù)光伏電站應用的有SVC、SVG無功補償裝置。

案例一:山東某家新能源公司,建站后采用了共4臺SVG用于電站的動態(tài)無功補償其表示:“接近兩年的時間,通過運行實踐,帶來明顯的經濟效益,在穩(wěn)定電網質量,提高輸配電能力等方面都有很好的效果。

 

案例二:上海某實業(yè)公司現(xiàn)場為光伏低壓并網項目,采用自發(fā)自用、余電上網模式,客戶反映,光伏并網后影響無功補償,導致原有電容柜頻繁投切,影響功率因數(shù),出現(xiàn)力調電費罰款的現(xiàn)象。后借助光伏無功補償裝置實現(xiàn)電費零罰款
在這里,給大家重點介紹一下SVG無功補償裝置,其由連接電抗器、充電柜、功率柜、控制柜、斷路器等裝置組成,靜止無功發(fā)生器的簡稱。它通過精確控制電流的相位和幅值,實現(xiàn)快速、動態(tài)的無功功率補償,從而確保光伏電站的穩(wěn)定運行和高效發(fā)電。


由于SVG這種無功補償調節(jié)裝置對電壓控制能力平滑、響應時間短、諧波特性好,即使在欠電壓的情況下,補償能力也很強,能很好地改善光伏電站的性能,保障電能的量,提高電網穩(wěn)定性。
但是,分布式光伏電站接入用戶配電網后引起功率因數(shù)異常的原因有很多,我們需要考慮技術、經濟等多方面因素進行分析,嘗試找到最合適的無功補償方案。

無論對供電部門還是用電部門,對無功功率進行自動補償以提高功率因數(shù),防止無功倒送,對節(jié)約電能、提高運行質量都具有非常重要的意義。毫不夸張地講,未來它將成為光伏電站的標配!    



 

 
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