光伏电站对于无功补偿技术的运用研究

光伏电站对于无功补偿技术的运用研究

湖南省工业设备安装有限公司摘要：光伏发电是目前最绿色环保的发电方式，光伏电站的规模随着经济的发展逐渐增大，光伏电站配置无功补偿设备可以提高光伏输送容量和保证光伏电站系统的稳定性，在当前社会电力系统中，最常用到的无功补偿装置为SVG。本文结合光伏电站昼发夜停以及内部电缆输送电力，对于光伏电站的内部无功补偿技术需求和无功补偿技术设备的应用介绍。关键词：光伏电站；无功补偿技术；运用本工程为湖南衡阳衡东县霞流镇20MW光伏电站项目，工程拟建在湖南省衡阳衡东县霞流镇的白村，工程地形水是湖，直流总装机标称容量20MWp，在白村建设1个20MW的光伏电站。这个光伏电站的建设工程量巨大，而且很复杂，涉及到光伏电站的建设单位：衡东县旭衡新能源科技有限公司，总承包单位：东方日升（宁波）电力开发有限公司，设计单位：河北能源工程设计有限公司、衡阳雁能电力勘测设计咨询有限公司，监理单位：甘肃吉田项目管理有限公司，施工单位：湖南省工业设备安装有限公司，所以光伏电站对于无功补偿技术的研究运用是非常重要的，这样可以分配好光伏电站的工作，这样可以保障光伏电站工程更好的进展。一、光伏电站的构成以及无功补偿装置SVG的原理光伏电站作为可再生清洁能源的代表，随着电站容量的不断增大，光伏电站内部无功损耗也在逐渐增加，所以需要在建设电站的时候，对无功补偿技术进行合理运用，这样如果电网发生问题的时候，可以运用无功补偿技术为电网提供电压支持［1］。光伏电站主要是由光伏阵列，汇流箱，逆变器，升压变压器和升压电站等构成，这个工程的光伏组件每个发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列经组串式逆变器、交流汇流箱接入箱式变压器，以35千伏电压等级接入开关站。所以对于无功补偿技术在这个光伏电站的运用研究是非常重要的。SVG是一种有源型的无功发生器，它的交流侧经电抗与电网相联系。通过一定的系统实现SVG发出或吸收无功功率的目的，达到无功补偿的要求。通过图一，看出SVG的基本工作原理是将小段的电路通过电抗设备或者并联的方式添加在整个电网上调节电路，交流侧输出电压相位和幅值或者是控制交流侧电流，让电路发出满足需求的无功电流，从而动态补偿无功功率。SVG这个设备是适合湖南衡阳衡东县霞流镇20MW光伏电站项目中使用的。图一：SVG原理图在这个光伏电站项目中，为了保证输送电流的质量，减少电路的损耗，满足光伏电站整个系统调整的要求［2］。光伏电站在集中升压变压器的低压侧安装集中的无功补偿装置，光伏电站无功消耗主要由低压电缆升压变，高压电缆，架空线路，因为整个光伏电站占地面积比较大，这个光伏电站的面积约500亩，每个发电区域的距离比较远，所以要对光伏电站内部低压汇集电缆的无功消耗。二、无功补偿技术的分类在光伏发电站中，无功补偿技术主要是集中进行对项目进行补偿的，通过相关设备来平衡电网的无功功率，提高系统尾部变电所的母线电压，光伏发电站的变压器和高压输电线路的无功损耗。在配电线路中的无功补偿是通过在线路杆上搭建安装电容器来实现的，线路补偿是要根据整个变电站的工程来进行相关合理规划，线路补偿方式主要是为了变电站内的线路和公用变压器需要的无功功率补偿。随机补偿就是将低压电容器群体和电动机联系的方式来进行无功补偿，通过控制保护装置，让电机在用电设备运行的时候，低压电容器群体投入使用，用电设备停止时，低压电容器群体设备也随之停止，这样的做法不需要人工去多次的调整无功补偿的容量［3］。所以随机补偿的安装很容易简单，配置设使用便捷，不需要人工进行过多的干涉。还有一种跟随机器设备进行补偿的方式随器补偿，就是将低压电容器通过第二保险连接在配电变压器的二次侧，以补偿配电变压器的无功补偿方式来进行变电站的无功补偿，接线非常简单，如果发生问题，维护很方便，但是损耗的电量很多，会导致变电站的电力花费上涨［4］。跟踪补偿是指无功补偿投切装置，作为控制保护装置，将低压电容器群体补偿在母线上的方式，但是它只适合100千伏以上的光伏电站工程，本工程是35千伏的光伏电站，所以这种跟踪无功补偿方式不适合本次工程。三、无功补偿技术的设备的设计和实际应用并联电容器是目前应用最为广泛的一种无功补偿装置，机械投切电容器装置由诸多仪器组成，其中电阻器主要是用来提供足够的无功功率，串联电抗器主要是为了限制电容投切过程中的涌出电流，同时吸收整个系统中的谐波电流，断路器实现电容器组的投切，控制器根据设定的目标，例如电压，输功率数，投切的时间限制来对断路器控制。避雷器是为了保护电容器免受操作过程中电压的威胁，放电线圈着则是为了在电容器停止运行后，短时间内完成对电容器两端电荷的释放，避免再次投入电容中产生高压危险。这样的无功补偿装置结构简单，价格便宜，效果明显，但是它存在着一些缺点，它的电容量是不会改变的，所以不对不同等级的机器设备进行无功补偿，同时因为电容器的负电压特点，在投切时系统电压很容易产生强烈的变化，放大谐波电流。这些缺点应该利用当前的信息科技技术进行改变［5］。同步调相机是一种特殊的同步发电机，它的发动车上不用承担负载，专门用来补偿无功功率。当同步调相机的容量非常大的时候。他单位容量设备的费用就会很低。这样就比较适合补偿那种容量较大的光伏电站，但是它的后续维护非常复杂，如果一旦出现问题需要很大的工作量去维修，所以他不能满足动态补偿的要求。SVG俗称静止无功发生器，随着国家科技的进步，出现了一种可以不需要人工切换电路电流的禁止无偿补偿装置，SVG装置具有很多的优点在无功补偿技术应用中，但是他的设备造价高昂。需要通过寻找可以代替的低价材料设备来对成本进行降低，实现SVG设备更大范围的应用。结束语：对光伏电站无功补偿技术作为重要的技术在光伏电站中应用，首先对无功补偿技术进行大体分类，根据不同的类型对应相应的工程来进行使用，其次对无功补偿技术的设备设计和实际应用进行相关的分析研究对这些无功补偿技术的设备和在实际应用中存在的特点和不足进行研究，在未来的无功补偿技术发展中，借助各种科技手段对这些不足进行改善，让无功补偿技术在光伏电站中得到更好的应用，让光伏电站有更好的发展，更好地为全人类服务。参考文献：［1］张刚刚.光伏电站动态无功补偿技术的研究与应用[J].现代制造，2017（15）：18-19.［2］任继光.大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术探讨[J].科技经济导刊，2017（3）：48-49.［3］邓春秒.探析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].华