分布式光伏接入用户侧对功率因数的影响

分布式光伏接入用户侧对功率因数的影响

范鑫1，蒙浩2，杨光3

1.北方联合电力有限公司包头第二热电厂 内蒙古包头市  014000  2.内蒙古新安健技术服务有限公司   内蒙古包头市  014000  3.内蒙古安科安全生产检测检验有限公司 内蒙古包头市   014000

摘要：分布式光伏发电，能够将用电单位周围的资源进行合理开发利用，在一定程度上缓解了用电紧张问题，促进了社会可持续发展。使用分布式光伏发电时，是先接入用户电网内部，然后在进行并网，这样的方式可以保证用户使用过程中的安全性、可靠性，同时还能对用电量进行很好地检测，但同时也会对用户功率因数考核造成一定的影响。针对这种情况，本文将从调整光伏逆变器输出功率因数、更换无功补偿控制器，增添SVG装置、改变无功补偿控制器检测回路接线的方式三个方面论述分布式光伏介入前后对用户功率因数影响的基本解决方案。

关键词：分布式光伏发电；电网；功率因数；影响分析

社会发展进步，各种新兴的科学技术手段层出不穷，尤其是电力的出现和普及，为人们的生活带来了极大便利，于是人们开始将电力技术应用到生活的方方面面，电力技术可以完成许多人力不能胜任的工作，在一定程度上提高了生产效率，促进了社会经济的发展。电力属于二次能源，需要依靠其他能源经过处理完成发电，电力的普及，用电量急剧增加，为电力资源的开发带来了极大负担，急需探寻多种电力资源的获取方式，环节用电压力。针对这一情况，相关技术人员不断进行研究实验，分布式光伏发电技术营运而生。所谓分布式光伏发电，是指用户根据周围的地理环境和能源，因地制宜，运用相关技术手段，将这些能源转化为电能，如风能、太阳能、光能等。分布式光伏发电，实现了对资源的有效利用，有效缓解社会用电压力，实现电网传递功率和光伏列阵所发最大功率电能平衡。

一、分布式光伏井网后对电网功率的影响分析

（一）功率因数

功率因数是电力系统的一个重要技术依据，是衡量电气设备效率高低的一个系数。电力供应存在特殊性，极易受到外界因素干扰，发生安全事故，所以电力供应需要遵循规定数值，对每个工作环节进行及时检测，从而保证使用过程中的安全性，功率因数就是电气供应中，保证正常工作效率下应该遵循的数值。功率因数过高或者过低都不利于电力系统的正常运行，当功率因数过低时，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，增加了线路供电损失，因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。功率因数的计算当中率，包含用户的有功电量和无功电量，功率因数和无功电量成反比例因数，所以想要平衡功率因数，将其控制在标准范围内，就需要把握好无功电量数值。企业使用分布式光伏发电时，功率因数的计算与正常使用不同，需要先接入企业内部，对数值进行收集，然后再并网，这样才能对使用分布式光伏发电的单位进行准确监管。

（二）力度电费

    我国人口众多，每天对于电力的使用量是一个天文数字，为电力资源的开发带来了严重负担。同时，由于电力的特殊性，看不到摸不着，人们对电量的了解仅限于电表上的一串串数字，这就导致人们不能形成准确的概念，电力使用中节约意识不高，所以我们经常能在生活中看到各种电力浪费现象，首先是家庭中，不能做到随手关灯；家用热水器长期处于开启状态，即便家中只有晚上有人；空调使用时温度调节的过高或者过低等。其次是企业当中，由于人员较多，而且员工多存在认知上的偏差，在公司中用电时，只图自己方便，不考虑资源节约，电器使用完之后不及时关闭，下班时不关电脑等。针对这种情况，国家对电力使用制定了一系列标准，首先是家庭用电，规定用电数值，当用电量低于规定数值时，电费是一种标准，高于规定数值时，电费也会相应提高；对于用电量较大的企业来说，资源浪费问题也较为严重，所以要求总体容量在1000kVA以上的电力资源使用者都需要定期接受功率因数考核，未达到规定数值时，需要额外加收功率调解费用，当达到规定数值并且偏高时，说明该单位电力资源分配合理，所以会进行相应的奖励。

二、分布式光伏介入前后对用户功率因数影响的基本解决方案

（一）调整光伏逆变器输出功率因数

     为了对光伏发电中的功率因数进行控制，提高人们的电力资源节约意识，近年来国家制定了许多措施，首先国家对企业当中的实际用电量进行调查，并且深入了解企业内部的电力使用情况和工作流程，将这些信息进行收集整理，作为政策法规制定的理论基础；然后邀请相关方面专家，对这些数据进行认真分析，然后根据社会实际生产情况选取出电力使用中的标准数值，作为功率因数的衡量数值，如《国家电网对分布式电源并网相关意见和规范》中，就对分布式电源功率做了具体数值规定，要求分布式电源接入配电网逆变器类型分布式电源接入10KV配电网是，电源功率因数一般设定在0.95左右，功率运行参数设定为0.99。

（二）更换无功补偿控制器，增添SVG装置

    国家对光伏发电站的功率和数值都做了具体规定，所以本身的功率系数和因数较高，能够吸收和接受到的无功较小，对于用户的功率因数影响较小。但是分布式光伏发电的方式不同，需要接入用户内部的电网，所以对内部电网的功率存在一定的影响，无功电量数值会增高，从而对用户的功率因数造成干扰。所以想要对功率进行控制，就需要调解无功数值，而更换无功补偿控制器在运行的时候能够支持四象限的无功检测需要，在使用的时候能够精准的识别电力系统运作方式。在这样的方式下，无功数值能够得到很好的控制，同时还可以安装SVG实现连续性输出处理，保证工作效率。

（三）改变无功补偿控制器检测回路接线的方式

    分布式光伏发电与以往的发电方式不同，接入方式也不同，所以检测的范围也会存在差异。以往的方式当中，会对用电量进行统一地收集整体，然后再根据用电量进行分配，服务的对象是整体电量的规模，所以在硬件设施建设时，会以此为重心；而分布式光伏发电，并不直接连进电网，而是先连接进企业内部，所以在功率的检测上会与平时存在不同，所以要对控制器进行重新设定，首先要对分布式光伏发电进行采样，收集功率样本，然后对控制器进行重新设定，这样才能根据不同数值进行不同的检测，避免出现误判现象。所以需要改变无功补偿控制其检测回路接线的方式，首先在光伏并网位置上设置一个K3监测点，这样才能对不同数值进行准确测量，然后为了确保母线功率因素变化符合系统运行需要，，额外设立一套和无功补偿装置原有测试点型号相同的电流互感器，从而对两种不同功率的电流进行细分。

综上所述，分布式光伏发电属于新兴的科学技术，提高了资源使用率，为企业电力资源的使用方面提供了便捷。但是由于我国分布式光伏发电起步较晚，相关的技术研究不够完善，所以在使用过程中仍在存在一些问题，其中最主要的问题就是功率因数的执行数据方面，针对这种情况，科研人员积极进行研究，寻找各种解决方式，首先需要调整光伏逆变器输出功率因数；然后更换无功补偿控制器，增添SVG装置；除此之外还需要改变无功补偿控制器检测回路接线的方式，对功率因数考核办法及时进行修订，避免用电客户和电网单位之间就分布式光伏发电功率方面发生争议，从而促进分布式光伏发电的发展。

参考文献：

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[3]曾鑫,郑伟,陈捷,张千斌,陈瑜,曹娟娟.分布式光伏不同并网方式下的用户侧功率因数分析[J].浙江电力,2018,37(06):63-67.DOI:10.19585/j.zjdl.201806013.