干货丨加装分布式光伏自发电设备，这些要点请注意

TDK电子

最新更新时间：2024-06-13

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近几年，现场经常可以看到有客户在原有配电系统上，加装分布式光伏自发电设备。分布式光伏发电是采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。这些分布式光伏发电设备大多是在用户自己场地附近建设，以用户侧自发自用、余电上网，并配合原有的配电系统，多以平衡调节，节省电费为主要目的。 基于此背景，本文将浅谈东电化爱普科斯电能质量解决方案关键元器件在加装分布式光伏发电站的配电系统中的应用。

分布式光伏发电的特点

将直流电逆变为交流电，输出功率因数基本上调节到1，几乎没有无功功率输出；
因为光伏电站的输出部分在设计上，基本都考虑了交流滤波回路，所以输出侧的低次谐波电流（例如3次、5次和7次）含量很少，但有少部分高次谐波；
从设计容量来看，光伏电站装机设计容量一般不会超过并网的变压器容量；
国内光伏发电系统很多是处于一直投入的状态；

接入方式

用户侧新增的分布式光伏发电设备的并网接入点通常有两种：

0 1

并网点在变压器出线端

图1

这种接入方式对现有的无功补偿和有源滤波的影响较小（参考图1）。改造前后，无功补偿柜和有源滤波柜的取样点没有变化。但涉及到现场很多结构安装，所以改造比较复杂和费时。对于改造项目，现场很少看到这种方式；

0 2

并网点在系统母线末端

图2

因为光伏电站的接入点在系统母线末端，所以改造相对比较容易，现场也比较常见（参考图2）。但对于无功补偿控制器来说，涉及到有功功率流向的问题，所以要求控制器具有四象限运行的功能，否则补偿系统无法正常运行。

对于系统原来的有源滤波器来说，也涉及到系统电流流向的问题，同样要求有源滤波器可以满足四象限运行。

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四象限运行控制器

BR6000-R12/S485运行实例分析

某电池生产厂

项目信息：现场三个配电房（1#，2#和3#），共计4台变压器，每条配电线路均后加装分布式光伏自发电设备。光伏设备24小时不间断并入电网中；

以3#配电房T1变压器为例，见图12，

现场一次系统图和系统运行情况（见图15）

注意：单台变压器T1运行，配电柜为面对面布置，中间联络柜为合闸状态；

变压器容量：2000KVA Dyn-11 6.12% 10KVA/0.4KV

图12

参考进线柜多功能表的参数，可以看出，目前系统处于光伏倒送，余电上网的工作模式。进线侧系统有功功率P<0，无功功率Q>0，系统处于第二象限，功率因数为0.992IND。

图13：进线柜多功能表

无功补偿柜共计2面，控制器采用BR6000-R12/S485

总补偿容量 700Kvar = 25Kvar×4步+100Kvar×4步+50Kvar×4步，

补偿容量225Kvar=25Kvar+100Kvar×2 (测试期间投入回路1# ，7#和8#)

图14：无功补充控制器

（备注：由于不是同一个时刻的数据，所以进线柜多功能表和无功补偿控制器两块仪表显示系统数值略有偏差；）

图15

总结

在新增光伏发电设备的低压配电系统中，无功补偿控制器需要具备四象限运行功能；
东电化爱普科斯的四象限无功补偿控制器BR6000及BR7000系列产品，完全可以应用在配置光伏发电设备的配电系统中；
尽管没有无功功率输出，但是由于光伏发电设备对于系统有功功率的影响，从而可能造成系统功率因数短时间内的频繁异常波动，为达到目标功率因数而需要的可能是小容量的无功功率并且快速频繁变化，建议存在这样情况的系统可以考虑采用静止无功发生器SVG，对系统进行实时、平滑、快速的无功补偿，例如东电化爱普科斯的PQvar S 系列静止无功发生器；
由于光伏发电设备的加入，改变了系统的基本波电流，可能造成系统总谐波电流畸变率THD-I的上升，但是实际谐波电流值本身不会因光伏的加入而发生变化；
由于涉及到电流的流向问题，对于有源滤波器同样要求可以满足四象限运行，例如考虑采用东电化爱普科斯的PQsine S 系列有源滤波器；