趙悅+王世榮

摘 要：當(dāng)前，我國(guó)的光伏容量逐年在提升，處于世界第一的位置，光伏電站配置無(wú)功補(bǔ)償裝置在光伏輸送容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性提高方面有著顯著的作用，還能防止電壓崩潰[1]。文章簡(jiǎn)單介紹了SVG的基本工作原理及系統(tǒng)組成，并對(duì)其在光伏電站中的選型依據(jù)進(jìn)行分析。最后，根據(jù)具體實(shí)例，提出無(wú)功配置方案，對(duì)實(shí)際工程有指導(dǎo)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：光伏；SVG；無(wú)功補(bǔ)償

中圖分類號(hào)：TM917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）19-0045-02

引言

與常規(guī)的能源發(fā)電區(qū)分開來(lái)，光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的功率存在不穩(wěn)定的問(wèn)題，容易受到有無(wú)光照、溫度變化等環(huán)境因素的影響，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率的調(diào)整可以使并網(wǎng)運(yùn)行中的點(diǎn)電壓實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)夜晚沒(méi)有光照時(shí)，有功出力為零，SVG可作為線路無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)加強(qiáng)線路的輸電能力[2]。

1 靜止型無(wú)功發(fā)生器SVG

SVG（靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功發(fā)生器）是一種IGBT全控式有源型無(wú)功發(fā)生器，將電抗器連接橋式變流器上，可以發(fā)出或吸收無(wú)功功率，從而使SVG調(diào)節(jié)的電壓更平穩(wěn)的柔性電壓來(lái)達(dá)到動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊骩3]。SVG是由功率模塊、啟動(dòng)和控制部分組成的。它的基本電路構(gòu)造如圖1所示。

2 光伏電站中SVG的作用

2.1無(wú)功補(bǔ)償能力強(qiáng)

光伏電站大多選用電纜接線，電纜自身相當(dāng)于圓柱體的電容器裝置。當(dāng)光伏電站處于光伏滿發(fā)和停發(fā)兩種狀況下需要無(wú)功補(bǔ)償，無(wú)功補(bǔ)償分別為容性和感性的，SVG可以使這兩種無(wú)功補(bǔ)償更高效更持續(xù)平穩(wěn)。如果選型適當(dāng)，功率因數(shù)可趨于1.0。

2.2 抑制諧波能力強(qiáng)

SVG通過(guò)運(yùn)用橋式電路的PWM技術(shù)能夠消除逆變器產(chǎn)生的低次諧波。高次諧波隨不能夠被完全消除，但也可以相應(yīng)程度的降低，這樣就不需要在光伏電站中再配置其他的消除諧波的裝置[4]。

3 光伏電站中SVG選型依據(jù)

3.1線路產(chǎn)生的感性無(wú)功功率

3.2 計(jì)算線路產(chǎn)生的容性充電功率

式中，QC和Q'C為電纜和架空線路產(chǎn)生的容性充電功率；B為電納。

3.3 計(jì)算變壓器無(wú)功損耗

式中，QF和QN分別為變壓器空載和短路無(wú)功損耗，單位為kvar；US%為電壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)。I0%為空載電流百分?jǐn)?shù)。

4 某光伏電站工程實(shí)例分析

就某安裝總?cè)萘繛?0MWp的光伏電站設(shè)計(jì)來(lái)講，該電站有30個(gè)1MWp的光伏發(fā)電模塊單元，每?jī)膳_(tái)500kW的逆變器接入一臺(tái)100kvA的升壓變壓器，將輸出電壓由315v升壓到35kV，從而構(gòu)成1MWP的光伏發(fā)電單元。5個(gè)光伏發(fā)電模塊單元會(huì)連接成一個(gè)集電線路。分別將6回35kV集電線路接入35kV開關(guān)站的母線，通過(guò)5.7km（LGJ-3*240）的架空線專線接人上級(jí)變電站。35kV匯集線ZR-YJV22-26/35-3*70電纜長(zhǎng)度共5.115km。ZR-YJV22-26/35-3*95電纜長(zhǎng)度5.55 km，I0%為0.4，US%為6.5[5]。線路參數(shù)見表1。

4.1 計(jì)算光伏電站感性充電無(wú)功功率

光伏電站感性無(wú)功功率總和：

4.2計(jì)算光伏電站容性充電無(wú)功功率

光伏電站總的容性充電功率：

國(guó)家電網(wǎng)對(duì)光伏電站并入電網(wǎng)作出了相關(guān)規(guī)定，根據(jù)光伏電站總光伏裝機(jī)容量的30%的裕度要求，同時(shí)要求狀態(tài)響應(yīng)過(guò)程不超過(guò)30ms。要想確保無(wú)功功率有一定調(diào)節(jié)容量，要求光伏電站在無(wú)功功率補(bǔ)償配置方面既要補(bǔ)償自身無(wú)功損耗，還要給系統(tǒng)留有無(wú)功備用[6]，建議在光伏升壓站每段35kV母線上配置1組9Mvar的SVG。調(diào)節(jié)范圍限定在負(fù)9Mvar（感性）到正9Mvar（容性之間），SVG根據(jù)電壓或功率因數(shù)兩種模式調(diào)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟慶天，李莉美.光伏電站無(wú)功補(bǔ)償容量分析[J].電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2012，33（6）：53-5.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司促進(jìn)新能源發(fā)展白皮書（2016）[S].國(guó)家電網(wǎng)公司，2016.

[3]李廣磊，李筍，孫樹敏，等.基于STATCOM和LCC——MTDC技術(shù)的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42（5）：32-39.

[4]莊文柳，張秀娟，劉文華.靜止無(wú)功發(fā)生器SVG原理及工程應(yīng)用的若干問(wèn)題[J].華東電力，2009，8（37）：1295-1299.

[5]朱彥瑋，賈春娟，李瑋，等.大中型光伏電站無(wú)功補(bǔ)償配置研究[J].電器與能效管理技術(shù)，2014（20）：55-59.

[6]付文秀，范春菊.SVG在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電壓無(wú)功控制中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（3）：61-68.