古瑞瓦特:详解光伏发电对功率因素的影响及解决方案
古瑞⽡特:详解光伏发电对功率因素的影响及解决⽅案
功率因数是衡量⼀个企业⽤电是否经济运⾏的重要指标,在如今光伏发电普及的情况下,多数企业在安装光伏发电后,会遇到功率因素降低的情况,那么具体原因是什么呢?功率因数的⾼低,直接关系到电⼒⽹中的电能损耗,供电线路的电压波动和电压损失,以及电⼒系统的安全和经济运⾏及合理利⽤能源。
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1.什么是功率因素?
在⼯业企业中,常⽤的电动机类设备均属于电感性负载,这些设备在⼯作时既要消耗有功功率,还要从电⽹吸收⽆功功率。功率因素cosφ就是反应总功率(视在功率)中有功功率的所占⽐,即:cosφ=P/S,(P为有功功率,S为视在功率,功率因素也简称PF),⽽我们所要了解的⽆功功率Q与前两者的关系则是S²=P²+Q²,所以功率因素越接近1,说明其消耗的⽆功电量越少;反之,功率因素越低,则表⽰消耗的⽆功电量越⾼。
正常情况下,并⽹逆变器输出的⽆功功率⼩,分布式光伏系统接⼊⼚区后,若⼚区容性负载与感性负载占⽐较⼤,由于光伏发电仅提供有功功率,⽽⼚区负载则同时会消耗有功功率和⽆功功率,光伏发电提供的有功优先被消耗,导致从电⽹获取的有功减少,⽽所有⽆功消耗仅来⾃电⽹,根据上⾯所介绍的cosφ公式计算,对于电⽹考核点来说功率因数必然降低,可能造成供电系统电压波动、谐波增⼤等现象。
2.⽆功补偿
解决功率因素偏低就需要进⾏⽆功补偿,⼀般企业会通过加装⽆功补偿装置的⽅式来提⾼功率因素,如何从逆变器侧有效解决此类问题?
逆变器设置发⽆功的⽅式有两种,⼀种为固定设置功率因素PF,可设范围为±0.8,固定输出⽆功功率;另外⼀种是利⽤古瑞⽡特智慧能源管理器,可设范围也为±0.8,优点是可根据检测点有功、⽆功、功率因素等数据,计算⼚区所需⽆功,对逆变器输出⽆功⼤⼩进⾏合理调整。
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要求,⽤户功率因数⼩于0.9时会进⾏经济处罚。
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从表中公式可以得到:当负载所需的⽆功Q较⼤时,即使有功P很⼤,也⽆法保证PF=P/S>0.9,此时需要逆变器发出⽆功进⾏补偿,提⾼PF,使得PF总体上>0.9。
我们以下⾯⽆功调度调整前后案例来理解:
3.⽆功补偿的意义
01.降低变压器的负荷,减少变压器的损耗。补偿⽆功功率,就是提⾼的功率因数,这等同于提⾼效率。
02.减少电⽹中的功率损耗和电能损失。通过⽆功补偿,可以减少⼚区的线路损耗,直接降低电能消耗,减少⽤电成本。
03.改善电能质量,提⾼⽤电设备的⼯作效率和降低故障率。⽆功补偿可以提⾼电能质量,使电压和频率更稳定率,滤出⼀定的电⼒谐波,从⽽保证⽤电设备⼯作更稳定,⼯作效率更⾼,降低电设备的故障率,等同于提⾼设备效益。
04.减⼩变压器等设备的投⼊,节省投资。功率因数提⾼以后,⼚区的负载变向降低,同样的变压器,可以给更多的设备供电,这就减少变电设备的投⼊,间接提⾼经济效益。
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