光伏電站對于無功補償技術的運用研究

光伏電站對于無功補償技術的運用研究

湖南省工業(yè)設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)濟的發(fā)展逐漸增大，光伏電站配置無功補償設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，在當前社會電力系統(tǒng)中，最常用到的無功補償裝置為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)部無功補償技術需求和無功補償技術設備的應用介紹。關鍵詞：光伏電站；無功補償技術；運用本工程為湖南衡陽衡東縣霞流鎮(zhèn)20MW光伏電站項目，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，直流總裝機標稱容量20MWp，在白村建設1個20MW的光伏電站。這個光伏電站的建設工程量巨大，而且很復雜，涉及到光伏電站的建設單位：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，設計單位：河北能源工程設計有限公司、衡陽雁能電力勘測設計咨詢有限公司，監(jiān)理單位：甘肅吉田項目管理有限公司，施工單位：湖南省工業(yè)設備安裝有限公司，所以光伏電站對于無功補償技術的研究運用是非常重要的，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展。一、光伏電站的構成以及無功補償裝置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，所以需要在建設電站的時候，對無功補償技術進行合理運用，這樣如果電網(wǎng)發(fā)生問題的時候，可以運用無功補償技術為電網(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站。所以對于無功補償技術在這個光伏電站的運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)實現(xiàn)SVG發(fā)出或吸收無功功率的目的，達到無功補償?shù)囊?。通過圖一，看出SVG的基本工作原理是將小段的電路通過電抗設備或者并聯(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)補償無功功率。SVG這個設備是適合湖南衡陽衡東縣霞流鎮(zhèn)20MW光伏電站項目中使用的。圖一：SVG原理圖在這個光伏電站項目中，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，因為整個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，所以要對光伏電站內(nèi)部低壓匯集電纜的無功消耗。二、無功補償技術的分類在光伏發(fā)電站中，無功補償技術主要是集中進行對項目進行補償?shù)?，通過相關設備來平衡電網(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償是通過在線路桿上搭建安裝電容器來實現(xiàn)的，線路補償是要根據(jù)整個變電站的工程來進行相關合理規(guī)劃，線路補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償。隨機補償就是將低壓電容器群體和電動機聯(lián)系的方式來進行無功補償，通過控制保護裝置，讓電機在用電設備運行的時候，低壓電容器群體投入使用，用電設備停止時，低壓電容器群體設備也隨之停止，這樣的做法不需要人工去多次的調(diào)整無功補償?shù)娜萘浚?］。所以隨機補償?shù)陌惭b很容易簡單，配置設使用便捷，不需要人工進行過多的干涉。還有一種跟隨機器設備進行補償?shù)姆绞诫S器補償，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)，以補償配電變壓器的無功補償方式來進行變電站的無功補償，接線非常簡單，如果發(fā)生問題，維護很方便，但是損耗的電量很多，會導致變電站的電力花費上漲［4］。跟蹤補償是指無功補償投切裝置，作為控制保護裝置，將低壓電容器群體補償在母線上的方式，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償方式不適合本次工程。三、無功補償技術的設備的設計和實際應用并聯(lián)電容器是目前應用最為廣泛的一種無功補償裝置，機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，斷路器實現(xiàn)電容器組的投切，控制器根據(jù)設定的目標，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。這樣的無功補償裝置結(jié)構簡單，價格便宜，效果明顯，但是它存在著一些缺點，它的電容量是不會改變的，所以不對不同等級的機器設備進行無功補償，同時因為電容器的負電壓特點，在投切時系統(tǒng)電壓很容易產(chǎn)生強烈的變化，放大諧波電流。這些缺點應該利用當前的信息科技技術進行改變［5］。同步調(diào)相機是一種特殊的同步發(fā)電機，它的發(fā)動車上不用承擔負載，專門用來補償無功功率。當同步調(diào)相機的容量非常大的時候。他單位容量設備的費用就會很低。這樣就比較適合補償那種容量較大的光伏電站，但是它的后續(xù)維護非常復雜，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)補償?shù)囊?。SVG俗稱靜止無功發(fā)生器，隨著國家科技的進步，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償裝置，SVG裝置具有很多的優(yōu)點在無功補償技術應用中，但是他的設備造價高昂。需要通過尋找可以代替的低價材料設備來對成本進行降低，實現(xiàn)SVG設備更大范圍的應用。結(jié)束語：對光伏電站無功補償技術作為重要的技術在光伏電站中應用，首先對無功補償技術進行大體分類，根據(jù)不同的類型對應相應的工程來進行使用，其次對無功補償技術的設備設計和實際應用進行相關的分析研究對這些無功補償技術的設備和在實際應用中存在的特點和不足進行研究，在未來的無功補償技術發(fā)展中，借助各種科技手段對這些不足進行改善，讓無功補償技術在光伏電站中得到更好的應用，讓光伏電站有更好的發(fā)展，更好地為全人類服務。參考文獻：［1］張剛剛.光伏電站動態(tài)無功補償技術的研究與應用[J].現(xiàn)代制造，2017（15）：18-19.［2］任繼光.大型并網(wǎng)風電場和光伏電站內(nèi)動態(tài)無功補償?shù)膽眉夹g探討[J].科技經(jīng)濟導刊，2017（3）：48-49.［3］鄧春秒.探析無功補償技術在電氣自動化中的應用[J].華