功率因数调整电费办法(功率因数调整电费办法 (1983)水电财字第215号文)

更新时间:2023-03-02 08:00:47 阅读: 评论:0

分布式光伏电站接入导致厂区关口功率因数降低案例

一、案例描述:

1.某厂区分布式光伏电站投运后,400V低配室多处无功补偿装置都不能自动准确投运, 甚至有些无功补偿装置停运,造成厂区关口功率因数降低。

2.齿轮约克1#变电站多个电容烧毁,现场无功需求高的时候,无功补偿容量不足,造成厂区关口功率因数降低。

3.光伏电站发电高峰,有时甚至造成倒送电的情况,造成厂区关口功率因数降低。

4.现场查看400V低配室电容器型号BSMJK0.4-36-3,额定输出36kVar,共12组。

图1:光伏电站发电量接近用户用电量,无功补偿装置不能自动投入造成功率因数很低

图2:现场电容器损坏,现场无功需求高的时候,无功补偿容量不足,造成功率因数很低

图3:现场无功补偿装置容量能够满足无功消耗时,无功补偿功率因数恢复正常

图4:光伏电站发电高峰,造成倒送电,功率因数呈现为负数

二、案例分析:

1.《功率因数调整电费办法》中规定:凡装有无功补偿设备且有可能向电网倒送无功电量的用户,应随其负荷和电压变动及时投入或切除部分无功补偿设备,电业部门并应在计费计量点加装带有防倒装置的反向无功电度表,按倒送的无功电量与实用的无功电量两者的绝对值之和,用电客户平均功率因数的计算公式为:

P:计量关口正向功率总示数;

Q入计量关口输入无功总示数(包含感性无功与容性无功);

Q出:计量关口输出无功总示数(包含感性无功与容性无功)

根据《DLT 645-1997 多功能电能表通信规约》中关于无功电能四象限测量的定义(见图5),正向无功电能的计量方式应设定为Ⅰ、Ⅱ象限之和,反向无功电能为Ⅲ、Ⅳ象限之和。

光伏发电功率因数基本为1,用户所用无功全部取自电网,有功取自电网和光伏电站,如果电容器不能正常投运,会造成功率因数很低,对于光伏电站对电网倒送电情况,如图4,监控后台显示功率因数为负数,按照《功率因数调整电费办法》,电费结算时功率因数记为0。

图5:电能量四象限测量示意图

2.根据变电站值班人员反映及现场数据查看,在光伏发电量接近甚至超过用户电能消耗量时,功率因数普遍较低,有时呈现负数(实际功率因数计为0)。

1)图1铸造2#车间光伏发电量基本等于车间负荷电能消耗量,厂区用电大部分电能取自光伏电站,只需从电网吸收少量电能(17.76kW),光伏发电功率因数接近1,所有的无功均从电网获取(17.76kVar),单个电容器容量为36kVar,达不到投运要求,造成铸造2#车间功率因数很低,直接造成厂区关口功率因数降低。

2)并联电容器组对谐波有放大作用,易发生串联谐振或并联谐振,使得系统电压及电流的畸变更加严重;由于谐波电流叠加在电容器基波电流上,使电容器的电流有效值增大,造成温度升高,减少使用寿命,甚至永久损坏。山东山大华天科技集团股份有限公司对青特电能质量现场测试,齿轮约克1#变电站存在大量2次、5次谐波,造成现场部分电容器损坏,造成图2,图3的情况:现场负荷无功功率小时,功率因数很高,现场负荷需求无功功率很大的时候,无功补偿电容器全部投入功率因数也会很低的情况。

3)现场还有很多配电室电容器并没有损坏,但是无功补偿装置依然不能准确投入,最终导致类似图2、图3的情况,主要原因如下:因谐波污染对电容器危害很大,无功补偿装置多装设有谐波超值保护,当取样点处谐波含有率超标时,切除电容器,从而保护电容器不会由于谐波过载而损坏,当系统的谐波电流减少时,可以自动重新投入电容器。本电站无功补偿控制器谐波电压采样点为母线处,谐波电流采样点为电网低压电源侧。现场光伏电站输出的电能质量较好,可近似看成仅输出基波电流。流经变压器的基波电流(即电网输出的基波电流)加上逆变器输出的基波电流(即光伏电站输出的基波电流)等于流经厂用电负荷的基波电流。在光伏发电高峰期,由于光伏电站提供了大部分基波电流,流经变压器(即电网送来的基波电流)的基波电流占一小部分,而系统中的谐波电流没有变化,这样流经变压器的谐波电流(即电网送来的谐波电流)没有变化。基波电流减小,而谐波电流不变,在无功补偿谐波电流采样点(即电网低压电源侧)检测到的电流谐波含量就变大了,无功补偿装置谐波超值保护启动,电容器切除,造成系统功率因数很低。在光伏发电低谷的时候,基波及谐波全部来自电网,采样点谐波含量正常,无功补偿可以正确投入。

三、问题处理措施

1.光伏电站发电最高峰发电量小于用户用电量(即不会出现反送电情况)时,根据现场情况,在400V低配室内增加一组适当容量的小容量电容器,以保证在光伏电站发电量接近用户用电量(此时从电网获取很少电量)而导致电容器不能准确投切时,新增的小容量电容器可以正常准确投切,保证此时段功率因数能在较高水平。

2.光伏电站发电高峰大于等于用户用电量(即会出现反送电情况)时,400V低配室保留原无功补偿柜,更换其中控制器,并加装适当容量的低压静止无功发生装置。在原有电容器调节的基础上,利用SVG光滑连续输出无功,实现小容量的细调,保证任何时段功率因数都能在较高的水平。在第1、2条的基础上,对谐波比较高的齿轮约克1#变电站增加一套有源滤波装置。

四、案例总结:

做分布式电站接入设计时,对于无功补偿装置的配置需注意以下两点:

1.统计用户负荷及本电站接入光伏电站的最高发电量,光伏电站发电最高峰发电量小于用户用电量(即不会出现反送电情况)时,根据现场情况,保留原无功补偿柜,在并网侧配电室增加多组小容量电容器,并更换符合要求的控制器(谐波电流采样需采集电容器支路电流),以保证在光伏电站发电量接近用户用电量(此时从电网获取很少电量),导致电容器不能准确投切时,新增的小容量电容器可以正常准确投切,保证此时段功率因数能在较高水平。如经济条件允许,建议加装2倍现场单组电容器额定容量的低压静止无功发生装置。

2.光伏电站发电高峰发电量大于等于用户用电量(即会出现反送电情况)时,并网侧配电室保留原无功补偿柜,更换其中控制器(谐波电流采样需采集电容器支路电流),并加装2倍现场单组电容器额定容量的低压静止无功发生装置。在原有电容器调节的基础上,利用SVG光滑连续输出无功,实现小容量的细调,保证任何时段功率因数都能在较高的水平。

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