光伏发电并网对用户功率因数的影响研究

作者:郭松;王睿;张唯真;温镇;沈建强 刊名:智能电网 上传者:刘静瑞

【摘要】随着光伏发电技术的日益成熟与普及,光伏发电用户数不断增多,光伏并网引起用户功率因数下降的问题也逐渐凸显。功率因数的下降不仅影响电网的正常稳定运行,危害电网安全,损害用电设备,而且功率因数过低将产生力调电费,加大电费支出,严重影响经济效益。为解决这一问题,通过收集、分析用电信息采集系统数据及具体案例,总结光伏设备(升压变、逆变器等)对光伏并网用户功率因数产生影响的原因,并从设备调试、设备更换两方面提出功率因数调整方案,对光伏并网用户设备配置具有一定的指导意义。

全文阅读

0引言近年来,光伏发电技术日益成熟,国家对于光伏产业大力支持,对光伏发电用户大力补贴,光伏发电逐步走入民用。可以预见的是,随着民众对光伏发电认知度的不断提升,以及规模化生产及行业竞争带来的成本降低,将会有更多的企业及居民加入光伏并网的行列。在这种情况下,做好相应的技术规范及技术支撑成为必须要解决的问题[1]。光伏发电的一项重要技术难题就是并网后对电网的影响,主要反映在功率分布的不均衡,产生的谐波危害电网运行,使光伏并网后功率因数下降等。随着光伏用户的不断增加,有越来越多的光伏并网用户反映,在并网接入系统后,用户功率因数有明显降低,通过采集系统查询,比对并网前后功率因数,发现用户反映情况确实存在。从出现功率因数显著下降的光伏并网用户情况可看出,该部分用户多为光伏发电容量大于(或接近)用电配变容量,且光伏在高压侧并网的电力用户。由于功率因数的降低,用户在不同程度上存在力调电费损失情况。本文以数据统计及案例分析为工具,分析光伏并网功率因数下降的原理,并针对产生的原因提出可行的解决方案,对于用户侧光伏设备配置有一定的指导意义。1功率因数与力调电费1.1功率因数功率因数是衡量用户电气设备效率高低的一个系数,功率因数过低会降低电网的运行效率。功率因数的计算通过用户有功电量和无功电量的数值取得,一般来讲,无功电量比例越高则功率因数越低,所以,提高功率因数的一个重要手段就是加装无功补偿装置,以降低无功功率。1.2力调电费根据水利电力部、国家物价局《功率因数调整电费办法》(水电财字215号文件)规定,容量在100kVA及以上的电力用户均须进行功率因数考核,未达到考核标准将加收功率因数调节费(即力调电费),超过考核标准的按超过比例进行奖励。用户功率因数考核标准为0.85或0.90,若功率因数远低于标准,不仅会造成电网运行负担,同时力调罚款数量也会十分巨大。由于用户负荷与负荷性质于每日的不同时段不一定一致,用户一般会加装带有自动投切功能的无功补偿(多为电容性设备)装置,自动调整补偿力度。功率因数考核与力调电费是保障电网安全高效运行的有效手段,是鼓励用户自主调整功率因数的制度保障。光伏发电的试点与推广是国家能源战略的重要环节,也是国网发展的必由之路,因光伏接入造成未预计的力调罚款,不仅会阻碍光伏发电的推广,同时也使用户对供电企业的信任度有所下降。2光伏并网功率因数分析光伏发电的典型接入模式为“自发自用,余电上网”:在用户原有配电设施上进行接入,光伏发电板通过逆变器整流输出交流电,并经过升压变接入高压侧并网。光伏并网用户有两块计量表计:一块为用户并网表,计算电网与用户结算的总电量;另一块表为光伏发电表计,计量通过光伏设备发出的电能量,用以计算国家补贴[2]。该模式下,用户并网表计量的电量实际为用户总用电量减去光伏发电量。可以看出,光伏容量接近用电容量时,并网侧表计计量的电量将大量减少。选取极端情况,在用户用电量与光伏发电量恰好持平的情况下,光伏逆变器仅输出纯有功功率,则电网不对用户输出有功功率,而电网同时需要对用户输入无功功率,此时该用户功率因数降为0。从光伏用户用电特性来看,光伏发电晚间不工作,输出功率随日照强度而变化,一般情况下,用电负荷从早上开始逐步升高,至中午达到最高,并于傍晚逐步下降为0。一天内光伏并网用户负荷变化如图1所示。同一天内,用户对应的功率因数变化情况如图2所示。图1光伏并网用户当日负荷曲线图Fig.1DailyloadcurveofthePVgridusers图2当日功率因数曲线图Fig.2Curveofdailypowerfactor从以上分析可以

参考文献

引证文献

问答

我要提问