【河北】纺织企业光伏发电项目中有源动态补偿装置的应用案例

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2017-06-13分享加入收藏关注：-

项目背景

          保定中纺依棉纺织有限公司共有5台变压器，其分别为102#变压器（容量1250KVA）、202#变压器（容量1600KVA），KB01#变压器（容量1250KVA）、601#变压器（容量1000KVA）和LE02#变压器（容量800KVA）。其中厂区带载运行的变压器为102#和202#变压器，而LE02#变压器仅负载一台容量为150KW的压缩机运行，其他2台变压器均为空载运行，每台变压器配置有电容补偿柜，其中带载运行变压器102#和202#变压器，现场电容补偿处于运行状态，其中102#、KB01#和601#三台变压器均配置电容补偿柜3面，总补偿容量为600KVAR；202#变压器配置电容补偿柜3面，总补偿容量为450KVAR，LE02#变压器配置电容补偿柜2面，总补偿容量为400KVAR，除了LE02#变压器低压侧接入2台30KW光伏发电设备，其他四台变压器低压侧均接入有3台30KW光伏发电设备。

          变压器低压母线接入的光伏发电设备在夜间处于不发电的待机状态时，消耗无功功率加剧了空载运行变压器的无功不足问题带来无功力调费罚款。在保定浩能新能源开发有限公司郑工和保定中纺依棉纺织有限公司配电部门的配合支持下，我方工程师在 2017 年 5 月 24 日前往保定中纺依棉纺织有限公司现场，应邀对五台变压器低压侧 400V 总出线和光伏发电设备的进线进行了电能质量测试。

测量内容及测试点选取说明

          此次测量使用 Fluke 435 电能质量测试仪进行不间断连续测量，获得连续的电流、电压、谐波情况及瞬时的波形、功率、谐波等详细数据。
          本次测试一方面是了解每台安装有光伏发电设备的变压器无功功率耗损情况，另一方面也是针对性了解掌握光伏发电设备在正常发电运行和夜间不发电待机状态下的无功损耗情况，因此选择五台变压器的低压总进线和光伏发电设备的进线上作为测试点，合计选择了六个测试点采集了 7 组测试数据，

测试总体分析结论
          1、除了容量为 800KVA 变压器配置有 2 台 30KW 的光伏发电逆变器，其余的变压器各配置有 3 台光伏发电逆变器；白天光线充足时，光伏发电逆变器处于发电状态，其产生大量的有功功率，虽然系统中需耗损少量的无功功率，整体的功率因数平均达到 0.98 以上，是处于高功率因数运行状态；在夜晚光线灰暗时，光伏发电逆变器处于不发电的待机状态，单台光伏发电逆变器有功为 0，但产生容性无功功率 1.77Kvar,对于没有负载的变压器来说，光伏发电逆变器的空载电流远远大于变压器自身的感性空载电流，从而导致在夜晚状态下，整个空载变压器低压系统呈现为容性无功状态，而低压母线上配置的电容补偿装置只能对感性无功进行补偿而无法对容性无功进行补偿，从而导致整个夜间空载变压器系统处于极低功率因数的容性无功状态。
          2、对于处于正常生产负载连续运行状态的 102#和 202#变压器来说，白天光伏发电设备处于高功率因数发电状态，可以满足整个低压系统通过无功补偿设备维持的较高功率因数运行状态，在夜间不发电时，虽然也处于产生容性无功的待机状态，但相当于发挥了部分电容补偿的功能，仍然可以支持生产负载较多的两台变压器维持高功率因数运行状态，与这两台变压器属于同一母线计量表下的 LE02 变压器虽然存在夜晚极低功率因数容性无功状态，但跟 102#和 202#这两台变压器所耗损的感性无功来说，比例很小可以被抵消掉，因此对这个计量点来说，月平均功率因数只会少许下降，可以满足≥0.9 的考核要求，可能使原来功率因数超过 0.9 而获得的力调费奖励有所减少。
          3、KB01#变压器负载有一台 24 小时长时间不间断运行空压机负载，因此接入到这台变压器系统的三台光伏发电设备无论是白天处于高功率因数发电状态还是夜晚处于不发电的低功率因数待机状态，其耗损的无功功率都能被空压机耗损的感性无功功率和电容补偿装置进行补偿，整个系统功率因数仍能满足考核要求，而与 KB01#变压器处于同一计量母线下的 601#变压器属于完全空载变压器，在夜间光伏发电设备处于不发电的低功率因数待机状态时，这个变压器系统就处于极低功率因数的容性无功状态，汇入到高压母线后冲减了 KB01#变压器无功功率的平衡，导致整个计量母线的功率因数低于 0.9 的考核标准要被加征力调费罚款。

客户需求分析
          从上述对五台变压器低压母线和光伏发电设备的测试数据以及分析可知，保定浩能新能源公司为保定中纺依棉纺织有限公司五台变压器下安装的光伏发电设备，主要是在夜晚不发电的待机运行阶段呈现容性无功状态，冲减了变压器低压系统的感性无功，拉低了 102#、202#和 KB01#这三台有动力负载变压器的功率因数，对 LE02#和 601#这两台无生产动力负载的空载变压器则导致处于极低功率因数状态，由于 LE02#与 102#和 202#变压器处于同一母线计量考核下，LE02#空载变压器引起极低功率因数的容量无功能被 102#和 202#变压器大量的感性无功功率所冲减，这个考核点功率因数仍然满足≥0.9 的考核要求，可以不予以治理，需要治理的是 601#空载变压器在夜晚光伏发电设备处于不发电的待机状态时，其产生的容性无功功率导致变压器系统处于极低功率因数状态，而与其同一母线考核点下的 KB01#变压器的负载较小，没有足够的感性无功容量来进行充分抵消，导致这个考核点月平均功率因数低于 0.9 的考核要求，因此只需对 601#空载变压器进行治理，解决其光伏发电设备处于不发电的待机阶段时产生的容性无功功率即可。

治理参数分析计算和治理设备选型配置
          根据对 601#变压器在夜晚光伏发电设备处于不发电的待机状态时的测试数据，在存在13KW 左右的照明负载时，低压母线无功功率为容性 6.26kvar,考虑到照明负载可能的变化以及测试数据读取值的Z大概率可能性，结合我司计划配置的有源动态无功补偿装置 SVG 的产品规格类型，我们为 601#变压器的低压母线设计一台容量为±75kvar 的有源动态无功补偿装置 SVG，对应我司设备型号为 LBSVG3L-400V/75kvar 有源动态无功补偿装置,可以根据系统需要在感性-75kvar 到容性+75kvar 的范围内，动态精确双向补偿这台变压器低压母线负载运行需要补偿的无功功率，低压母线的平均功率因数可以补偿到 0.98 以上,10KV 高压侧月平均功率因数可以达到 0.95 以上（变压器自身有一定的无功损耗），不仅能消除原来因功率因数低而被加征的力调费罚款，还能获得一定比例的力调费奖励。具体安装位置与接线原理图如下图所示：

          LBSVG3L-400V/75kvar 壁挂式有源动态无功补偿装置外形尺寸为：宽 510mm×深 320mm×高 710mm产品外形及现场安装图片预览如下：

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