光伏发电 SVG无功补偿系统应用研究

光伏发电 SVG无功补偿系统应用研究

杨晋东

山西同煤新能源有限公司，山西省太原市， 030000

摘要：光伏发电正迅猛发展，带来了更加多元化和清洁化的电力来源，同时，也给电力系统带来了无功潮流、电压波动等许多新问题。光照强度、温度变化等通过影响电池板发电量而引起电网电压波动，光伏电站的容量逐渐增大，会影响电网运行的稳定性，大型光伏电站必须具备一定的低电压穿越能力。光伏发电系统安装无功补偿装置能有效地改善电力系统的无功流向、系统电压波动等问题；避免电池板因外界因素而发电波动导致电力系统电压波动的情况。一般SVG无功补偿装置采用可关断器件IGBT构成，避免谐振，安全性高，有效地保障电力系统稳定、优质地运行。本文就SVG装置原理、系统构成及补偿容量进行说明。

关键词：光伏发电；SVG无功补偿

1 SVG无功补偿装置

1.1 SVG理论概述

SVG(Static Var Generator）即高压动态无功补偿发生装置，是利用可关断大功率电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿目的。

静止无功发生器（SVG）与传统的以晶闸管控制电抗器（Thysistor Controlled Reactor,TCR）为代表的静止无功补偿器（Static Var Compensator,SVC）相比，采用电能变换技术实现的无功补偿，该装置产生的无功和滤除谐波时靠其内部电子开关频繁动作产生无功电流和与谐波电流相反的电流。比SVC仅靠电容器及电抗本身调节响应时间更短，运行范围更宽，SVG无功补偿更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波。

1.2 SVG无功发生器的组成

静止无功发生器系统主要由控制柜、起动柜、功率柜、连接电抗器、耦合变压器等组成。其中，控制柜主要是由控制器、脉冲分配单元、触摸屏、通信管理机、PLC等组成，用来实现SVG的实时控制，与上位机及控制中心进行通信实现监控系统运行状态，不间断地计算电网系统所需的无功功率，达到动态跟踪和补偿；启动柜结构简单，主要由并网真空开关、充电电阻等器件构成。

2 SVG在光伏电站中应用

2.1 SVG在光伏电站补偿位置

以某光伏30MW电站35KV汇集站为例。电站设计为无集中升压变压器，是由两条集电线汇总后直接接入电网，根据GB/T29321-2012《光伏电站无功补偿技术规范》要求，本电站设计的无功补偿装置SVG是安装在集电线汇集点处。如下图1所示。

图1 

2.2 光伏电站无功补偿容量

根据Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》，30MW集中光伏电站为减小光伏发电站电压波动和输送电能的损耗，设置SVG动态无功补偿装置。此无功补偿装置容量为7500Kvar，它是35KV通过降压变压器转化成低压侧为10KV,10KV装置每相为12个单元串联组成Y型接线模式运行。该无功补偿装置可实现动态的连续调节以控制并网点电压，并满足电网电压波动要求，同时，具有滤波功能。

3 无功补偿装置在光伏电站中的应用

3.1 提高光伏设备转化效率

集中式光伏电站安装SVG无功补偿装置后，减轻了逆变器的无功发出，大大提高了逆变器转化效率，提高了光伏发电量。

3.2 提高功率因数，降低线损，节能降耗

光伏电站安装SVG动态无功补偿装置后，可满足光伏电站升压变压器运行中的无功损耗，避免倒吸系统无功功率，降低系统电压。因此，SVG无功补偿装置具有提高功率因数，降低供电线路的损耗和电压降落的作用。

3.3 避免电网考核

光伏电站按照接入系统审查意见，《光伏电站接入电力系统技术规定》GB/T19963-2012、《光伏电站无功补偿技术规范》NB/T293241-2012等有关要求配置动态无功补偿装置，SVG动态无功补偿装置容量配置及调节速率必须满足电网要求。否则，纳入考核范围。

3.4 改善电能质量，延长了电器寿命。

SVG动态无功补偿装置能够快速地补偿光伏电站内的各类变压器和高压电缆消耗的无功，减轻了逆变器本身的无功产生，并能大大改善电网电能质量。

4 结语

光伏电站在长期的能源战略中具有重要地位，而无功补偿装置在系统中起着重要的作用；深入研究SVG的补偿原理、系统及智能化控制具有十分重要的意义。

参考文献

[1]付新春，静国梁.光伏发电系统的运行与维护[M].北京：北京大学出版社，2015.

[2]周志敏.太阳能光伏发电系统设计与应用实例[M].北京：电子工业出版社，2016.

[3]李安定.太阳能光伏发电系统工程[M].北京：化学工业出版社，2013.