关于光伏电站无功补偿容量选择( 二 ) _知识百科

表5
综上，线缆无功损耗为：20.8+5+625.32=651.12 kvar
2.2 变压器无功损耗计算
该电站共计20个光伏发电单元，每个光伏发电单元装机容量为1MW ， 1MW光伏发电单元系统图如图1：
如图1 ，每个光伏发电单元由若干汇流箱组成1级汇流单元，由2台直流柜构成2级汇流单元，由2台0.5MW逆变器及1台 S11-1000kvA ， 35/0.3-0.3kv组成逆变升压单元。光伏发电单元中，由于逆变器本身具有无功补偿效果，故只需计算20台箱式变压器无功损耗。
箱式变压器参数：
型号：S11-1000kvA ， 35/0.3-0.3kv
容量：1000kvA 短路阻抗：6.5%
变压器空载电流比：0.31% 变压器台数：20
下列计算方法为单台变压器无功损耗计算方法
则，该电站20台箱式变压器无功损耗计算方法为：
可得出变压器在不同负荷情况下所产生的无功损耗，如表6：
通过对变压器各负载情况下的无功损耗计算可以得出，变压器最小负荷情况下所消耗的无功损耗为62kvar ，满负荷情况下所消耗的无功损耗为 1362kvar 。根据对青海当地已建成部分光伏电站的平均发电负荷的统计得知， 20MW光伏电站的平均发电负荷约为70%左右，即变压器在70%负荷情况下无功损耗为699kvar ，此时系统无功功率损耗
Q=QL+QT=651.12+699=1350.12kvar
通过以上计算，可为该电站配置补偿容量为1.4MVar的无功补偿装置。依据传统无功补偿容量的算法可得出， 20MW光伏电站需配置的无功补偿容量约为电站装机容量的的10%左右，即2MVar ，通过对比可以看出，如依据传统算法对无功补偿装置的容量进行计算，以一个20MW的电站为例，大约会造成月 700kvar的装置容量浪费，多余补偿容量约占总配置容量的35% 。
3 补偿容量过大的危害
无功补偿装置容量配置过大不但会增加项目的投资成本，造成项目投入的浪费，而且可能会出现过补偿情况，造成站端电压升高，引起过电压情况的发生。近年来，大量光伏电站中的无功补偿装置多为降压式成套无功补偿装置，其物理结构由降压变压器及无功补偿成套控制柜组成，降压变压器的容量及大小多与无功补偿装置的容量成正比，即补偿装置容量越大，变压器的安装容量及尺寸越大，相应的变压器基础也越大，如不合理配置无功补偿装置的容量，造成补偿容量配置过大，则会造成补偿装置变压器的空载损耗及装置冷却损耗的增加，降低设备使用效率及经济效益。
4 结束语
国家能源局发布的《国家能源局关于下达2014年光伏发电年度新增建设规模的通知》中提到2014年国内新增总规模1400MW ，由此可以看出在未来1年甚至多年中，光伏发电仍旧是国家所扶持的新兴能源行业，尽管光伏电站中的逆变器早已实现了无功调节的功能，但光伏电站需具备一定的无功备用容量用以在电网故障或异常时，向电网提供无功支持，防止电压崩溃已成为光伏电站设备配置的硬性要求，合理地计算光伏电站的无功损耗，得出合理的无功补偿容量配置可避免依靠传统算法配置过大容量的无功补偿装置，致使光伏电站无功补偿装置的投资浪费，从侧面加大光伏电站的投资回报。