光伏发电站并网逆变器代替SVG集中式无功补偿装置

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热度0票  浏览353次 时间：2021年1月14日 14:19

黄振权

（广东粤电茂名新能源有限公司 广东 茂名 525000 ）摘要：设计光伏电站期间，为了符合接入电网有关标准，通常需要遵循光伏电站并网容量的百分之二十到三十对于 SVG 动态无功补偿装置配置，如果并网逆变器拥有的连续无功调节能力可以顺应光伏电站并网规范，建设光伏电站期间，可以节约很多的 SVG 动态无功设备费用，同时减少升压站永久性建设用地，将电站效益显著的提升。

关键词：光伏发电站；并网逆变器； SVG 集中式无功补偿装置在 2019 年时，我国光伏迈进了平价时代，光伏投资企业在发展期间，着重的考虑到了降本增效这一内容。光伏建设的降本中涉及到了两方面，即生产降本（降低组件、逆变器等关键设备的生产成本）、技术降本（新技术、新工艺等减少光伏发电的中间环节以及可替代的设备等）。下面进行分析光伏发电站并网逆变器代替 SVG 集中式无功补偿装置。

一、光伏发电站的要求

（一）无功补偿配置的要求

按照《光伏电站接入电力系统技术规定》（ GB ／ T19964-2012 ）规定，首先，光伏发电站无功容量配置的原则，就是分层和分区基本平衡，同时符合检修备用标准；其次，通过 10kV-35kV 电压等级并网的光伏发电站功率因数，连续可调整的区间就是在超前 0.98 至滞后 0.98 ，如有其他要求，应该合理的调整，对电压水平实施平稳；最后，针对 220kV 光伏发电汇集系统升压到 500kV 电压等级接入 电网的光伏发电站群中的光伏发电站，要将无功容量配置达到的标准就是，容性无功容量可以对光伏发电站满发时汇集线路、主变压器的感性无功、光伏发电站送出线路的全部感性无功之和进行补偿。

（二）无功电源的要求

按照《光伏发电站无功补偿技术规范》（ GB ／ T29321-2012 ）有关规定，光伏发电站的无功电源，涉及到了光伏并网逆变器、光伏发电站集中无功补偿装置。光伏发电站需要对于并网逆变器的无功容量充分地运用，同时利用其调节能力，如果并网逆变器无功容量未达到系统电压和无功调节需要，就需要将集中无功补偿装置配置到光伏发电站，而且分析光伏发电站出力水平、接入系统后，很多运行实际情况，确保动态无功补偿容量配置充分。光伏发电站的无功电源，也要达到跟踪光伏出力的波动、系统电压控制要求标准。另外，光伏发电站具有不同的无功调节需求，无功补偿装置的配置同样具有差异性，响应时间要按照光伏发电站接入电网后，调节电网电压需求之后进行明确。

（三）光伏并网逆变器无功调节能力的要求

光伏发电站进行并网逆变器的安装，要使得额定有功出力下功率因数，基于相应的动态可调范围，即超前 0.95 至滞后 0.95 之间。逆变器无功出力范围见下图 1 所示。光伏发电站应该对于并网逆变器无功容量、调节功效进行充分的运用。如果逆变器的无功容量未能符合系统电压调节需要，将无功补偿装置配置到光伏发电站，也可以进行动态无功补偿装置的安装。

图1 逆变器无功出力范围

（四）光伏并网逆变器无功控制的要求

光伏发电站并网逆变器的控制模式是较多的，常见的就是恒电压控制、恒功率因数控制、恒无功功率控制，主要的功效就是，按照相应的运行需求，灵活的切换手动或者自动模式。光伏发电站并网逆变器，需要基于无功调节范围内，按照无功电压控制系统协调标准，展开无功 / 电压控制。

二、光伏并网逆变器的无功调节功能分析

首先，光伏并网逆变器的无功输出能力。很多光伏逆变器拥有功率因数在超前 0.9 至滞后 0.9 连续可调的无功调节功能。例如，某光伏逆变器厂集中式并网光伏逆变器（ 500kW ），将 500kW 有功功率输出的基础上，能够输出无功功率，即最大 242kVar ，连续可调的区间就是 -242kVar 至+242kVar 。 500kW 光伏并网逆变器 , 能够发出 242kVar 无功，逆变器最大无功达额定容量是 48.4% ，明显的比光伏电站通常配置百分之二十到三十集中式无功补偿（ SVG ）容量更大，电网无功调节功能显著。实际测试结果显示，逆变器无功输出可达设定值 242kVar 百分之九十。

其次，光伏并网逆变器的无功调节动态响应时间。在恒电压方式运行的过程中，按照实际电网电压，遵循 Q-U 曲线将有关无功功率输出，响应时间在 30ms 内，符合规定中的动态无功电源响应时间在 30ms 之内的标准，单台 500kW 逆变器无功动态响应时间是 27ms ）。

三、SVG集中式无功补偿方式与并网逆变器无功补偿技术方案比较当前，电站现场运用动态无功补偿装置 SVG ，容量配比在总容量中，占据比重是 20-30% 。单台 500kW 逆变器，具有 -242kVar 至 +242kVar 的无功输出范围。针对 100MW 光伏电站，全部逆变器具有 -48Mvar 至 +48Mvar 可输出的无功功率，符合光伏电站无功需求，能够以光伏逆变器将 SVG 装置替代。

观察各项技术参数，并网逆变器无功补偿能力跟 SVG 集中无功补偿装置相比较具有一定的优越性，通过采取并网逆变器对 SVG 集中无功补偿装置替换，就能减少对于 SVG 设备的支出，同时节约维护的成本，以及减少光伏升压站部分的占地面积。

光伏并网逆变器将以往传统的 SVG 无功补偿装置取代，相应的测试任务在一些光伏电站进行着，测试期间，原本配置的 SVG 装置不会继续工作，全部的无功指令，实现的途径就是拥有 SVG 功能的光伏逆变器。测试结果都对于无功控制能力进行验证，在无功控制精度以及电网电压控制精度等方面，都是符合国标的。所以光伏电站中，无需传统 SVG 设备，同样光伏电站能够达到国标。

结语：

将来的发展趋势就是，拥有无功调节功能的并网逆变器，将 SVG 集中式动态无功补偿装置进行替代，属于光伏发电平价上网关键的技术支撑。

设计光伏电站过程中，为了达到接入电网的标准，通常遵循光伏电站并网容量 20-30% 配置 SVG 动态无功补偿装置。并网逆变器发挥出连续无功调节能力，可以达到光伏电站并 网要求标准，能够对于光伏发电平价上网形成较高的电站效益。

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