关于光伏电站无功补偿容量选择

随着全球能源消耗的不断增长，正当石油天然气能源渐见拮据、煤炭能源污染加剧、电供应日益成为"卡脖颈"问题的时候，太阳能引起了人们更多的关注。近年来，由于全国各地新的光伏政策的不断出台，各类有关于光伏发电产业的利好消息日渐增多，各地出现了一片光伏电站的抢装热潮，与此同时也带动了光伏相关行业的发展。
【关于光伏电站无功补偿容量选择】 光伏发电作为一种新型能源，正在被人们所认识与接受。 2013年，全国各地均出现了光伏电站的抢装潮，随着光伏电站并网比例的不断升高，光伏电站中无功补偿的投入与建设成本成为学者及设计人员关注的焦点。文章通过对大型光伏电站无功损耗的计算，选择出合理的补偿容量，与使用传统的无功补偿容量配置计算方法进行比较，得出无功补偿容量的最优配置原则。
静止无功发生器(SVG)作为静止无功补偿器(SVC)的更新换代产品越来越多的应用在各光伏电站中。文章选取青海当地1座20MW光伏电站为项目案例，对该电站的无功损耗进行计算，得出该电站无功补偿装置的容量配置，并与传统无功补偿装置容量配置进行比较，得出光伏电站无功补偿装置容量最优配置方案。
1 光伏电站无功损耗
光伏电站无功损耗计算主要为线路无功损耗计算、变压器无功损耗计算。可通过计算以上损耗之和得出无功补偿所需配置容量。
1.1 线路无功损耗计算
QL=3I2X
QL-线路电抗产生的无功损耗， kvar;I-线路额定功率下电流， A
I=P/(√3 U cos ?椎)
P-线路额定功率， kW;U-线路额定线电压kv;cos -功率因数;X-线路等值电抗;
X=xL
x-导线单位长度电抗， Ω/km;L-线路长度， km 。
1.2 单台变压器无功损耗计算
-变压器无功损耗， kvar; -变压器短路电压百分比; -变压器空载电流百分比; -负载系数; -变压器额定容量， kvA.
1.3 系统无功功率损耗
Q=QL+QT
2 典型光伏电站无功损耗计算
文章选取青海当地1座20MW光伏电站为项目案例，该电站装机容量为20MW ，分为20个1MW光伏发电单元， 20个发电单元通过方阵内汇流箱进行1级汇流后，经20个逆变升压单元逆变升压后，由3个集电回路将电能送入到开闭站3个高压开关柜中，最终送入到公网以实现电站并网。
2.1 电站集电线路无功损耗计算
由于光伏并网电站为电源端，在一般情况下只给电网提供有功电能，即将太阳能光伏阵列的直流电能转换为与电网同频率、同相位的交流电能亏送给电网，故光伏方针内低压集电电缆不作为光伏电站线缆无功损耗的主要因素，本次对光伏电站集电电缆无功损耗的计算主要为35kv集电电缆的无功损耗、200米35kv送出线缆无功损耗、6km架空线路无功损耗。
2.1.1 35kv集电线路产生无功损耗
由于该电站使用YJV22-35kv-3x70电缆作为集电电缆， 3个回路集电电缆用量如表1所示：
表1
各集电回路电流为表2所示：
表2
查表3得YJV22-35kv-3x70电缆单位长度电抗为x=0.132 Ω/km
集电回路无功损耗为表3所示：
表3
2.1.2 光伏电站至站外杆塔电缆无功损耗
本站35kv送出电缆使用YJV22-35kv-3x240电缆，电缆单位长度电抗为x=0.0916 Ω/km
35kv送出线路无功损耗为表4所示：
表4
2.1.3 架空线路无功损耗
本站架空线路使用LGJ-240钢芯铝绞线，钢芯铝绞线单位长度电抗为x=0.386 Ω/km
架空线路无功损耗为表5所示：