SVG在光伏电站的应用

项目背景

随着中国“双碳”目标的确立，光伏发电（PV）迎来了巨大的发展机遇和广阔的前景。 发电 行业方面，国务院发布了《2030年碳达峰行动计划》通知，明确指出到2030年，风能和太阳能发电装机容量应超过12亿千瓦。

随着越来越多的人使用光伏发电，许多人已经看到 功率因数 电费账单上的调整费。这些费用可能很高，会给用户造成巨大的经济损失。

 

问题分析

“功率因数调整费方法”要求工业用户保持月平均功率因数在0.9以上。否则，他们将面临电费罚款。

您可以通过查看用户每月的有功功率和无功功率使用量来计算平均功率因数。我们使用以下公式：

用户通常会在现场设置电容补偿柜。这些柜子有助于： 无功功率补偿这样可以降低无功功率消耗，使功率因数高于0.9。因此，用户可以避免电费罚款。

增加光伏发电后，电表显示的有功功率减少。这是因为光伏发电只提供有功功率，无功功率保持不变。

因此，功率因数会下降。当光伏发电量等于或超过负载时，电表显示有功功率为零。这会导致每月有功功率消耗极低，功率因数也较低。

 

行业地位

目前大多数工厂采用传统的电容开关方式进行无功补偿。这种方法响应速度慢、精度低。在没有光伏系统的情况下，电容补偿存在一定的局限性。

然而，剩余的无功功率很小。与电网消耗的大量有功功率相比，功率因数保持在0.9以上。

安装光伏系统后，其产生的大量电力会降低电网的用电量。此时，电容器补偿产生的剩余无功功率相对于减少的有功功率消耗而言变得显著。当太阳能发电量超过负荷消耗时，电网的有功功率消耗将降至零。某些无功功率控制器可能无法正常工作，从而导致无功功率升高和功率因数降低。

对于仅有光伏发电的电站，有功功率消耗很小。因此，管理低压侧无功功率和变压器无功功率至关重要。此外，还必须管理高压侧无功功率，以确保功率因数符合标准要求。

 

解决方案

为了解决光伏电站功率因数低的问题，必须确保无功功率的全面管理。我们需要一种名为静止无功发生器（SVG）的新型设备来管理无功功率。

SVG采用了最先进的电力电子和自动控制技术。它并联接入电网，并使用电流互感器实时测量系统电流。

它提取无功分量，并产生大小相等但相位相反的电流。这样就抵消了电网中的无功电流。这一过程实现了无功功率补偿。

SVG采用三级结构，配备大功率IGBT功率模块。这种结构实现了超过20 kHz的开关频率。

这使得SVG能够快速处理无功功率。它的响应时间小于5毫秒，补偿率超过99%。这有效地解决了光伏电站的无功功率问题。

 

现场应用

对于一般的场地改造项目，可以在现有电容器柜中添加一个SVG模块。这将有助于补偿剩余的无功电流，从而实现无功功率补偿。现场接线图如下：

此时，我们需要注意SVG和电容控制器的电流互感器位置。由于SVG响应速度很快，电容控制器的采样电流不能包含SVG的电流，而SVG的采样电流必须包含电容的电流，以确保SVG能够补偿电容补偿产生的剩余无功电流。

 

新增SVG的容量通常根据现场剩余无功功率进行配置。这可以通过检查无功功率控制器上的剩余无功功率或进行现场电能质量测试来确定。选择SVG补偿容量时，应考虑一定的裕量。

对于新项目，可以使用纯SVG模块进行无功功率补偿。原理图如下：

应用案例

上海XX新能源科技有限公司是一家综合性能源服务公司，在节能改造、电力工程方面拥有丰富的经验。

在西安一家工厂安装光伏发电系统后，现场功率因数下降，导致电力罚款。

为了解决功率损耗问题，安装了一台200 kvar的SVG无功功率补偿柜来处理低压侧无功功率。补偿后，功率因数显著提高，未再出现功率损耗。

六个月后，用户再次报告了电力罚款。经沟通发现，用户的负荷已完全停止发电，该站点已完全变为纯光伏发电状态，有功功率消耗显著降低。即使低压侧无功功率得到完全补偿，变压器自身仍会产生无功功率，导致高压侧功率因数低于要求水平。

为了解决变压器高压侧产生的无功功率问题，对现场高压侧电能质量进行了测量。通过分析，优化了SVG补偿策略，使其包含高压侧无功功率补偿，有效解决了该问题。

经过 SVG 优化后，高压侧无功功率显著降低，功率因数从 0.77 提高到 0.94，表现出优异的补偿效果。

 

 

产品介绍 - 静态变量生成器

静态变量生成器 它采用电压型逆变器原理，利用IGBT产生无功补偿电流，以抵消电网无功电流。

 

SVG 相较于传统电容器组的优势：

· 更快的响应速度（5毫秒内）

· 高精度（功率因数 > 0.99）

· 能够进行电感和电容补偿

 

主要特点：

· 实时双向无功补偿

·谐波滤波（2-25次谐波，额定容量100%滤波）

· 响应速度快，效率高（>97.5%）

· 两条母线电流采样信号，分别满足负载侧和电源侧不同的采样要求，适用于多个设备的并联运行，方便新建或改造项目的现场施工要求。

· 多重保护机制（过流、过压、过热）

· 模块化设计，适用于多种安装方式

· 三个 RS485 信号，满足现场机柜组装和远程监控的通信接口要求。

· 该设备拥有第三方盐雾试验、电磁兼容性试验和模拟海拔试验的测试报告，使其能够适应各种恶劣环境。

 

技术规格：

· 工作电压：交流 400V（-40% ~ +20%）

· 工作频率：45Hz - 65Hz

· 响应时间：≤5毫秒

· 效率：≥97.5%

·谐波滤波效率：≥97%

· 无功补偿效率：≥99%

防护等级：IP30

· 工作温度：-35°C 至 55°C

 

联系我们获取专家指导：

如需了解更多关于我们如何运作的信息，请访问我们的网站。 有源谐波滤波器 和 静态变量生成器 有助于提高电能质量： sales@intonepower.com

 

 

 

关键词：电网稳定性、稳定性和可靠性、电压波动、增强电网、功率因数

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