英威騰iSVG產品在光伏發電站中的應用

深圳市英威騰電氣股份有限公司

1 光伏行業電能質量分析

隨著全球能源危機和節能減排戰略的推進，將可再生能源大量接入電網為本地負荷供電已是大勢所趨，其中并網光伏發電系統以環保、低噪聲、適用范圍廣等特點而備受青睞。可以預見，在不久的將來，太陽能光伏發電將在發電系統中占據重要地位，為電力市場提供大量優質電能。

然而，太陽能的隨機性和間歇性使得光伏站的輸出功率是波動的，從而使得光伏電站電壓不穩定、并網功率因數不合格、諧波超標等電能質量問題突顯，阻礙了光伏發電大規模發展。因此，解決好光伏發電系統的無功補償和諧波治理問題對于保證光伏電站系統電能質量及安全運行、達到光伏電站接入電網的要求具有重要意義。

2 項目概述

青海海南州某30MWp 項目坐落在青海海南州共和縣光伏產業園內，光伏發電單元經直流匯線，至逆變器輸出交流，再經變壓器升壓后接至35kV 集電線路，集電線路接入配電間35kV 母線，本期工程共4回35kV 集電線路。35kV 本期采用單母線接線，1 回35kV 線路送出。其中35kV 母線側安裝1 套iSVG 動態無功補償裝置，滿足該光伏站內無功補償需求。

3 項目實施方案

項目所在地環境條件為極端最高氣溫43.2℃、極端最低氣溫-28.9℃、平均氣溫10.1℃。系統概況是系統電壓36.5kV、系統最高電壓40.5kV、35kV系統開斷電流31.5kA、系統額定頻率50Hz、系統中性點接地方式為不接地。

根據項目提供的參數計算，該項目需要配置無功補償容量為±5MVar。iSVG 裝置可以實現感性無功到容性無功-5～5MVar 范圍內連續快速調節，最終選擇iSVG-005-35-BT。

經過10kV/35kV 升壓變壓器直接掛接到35kV母線，增加了戶外隔離開關及戶外升壓變壓器，系統方案如圖1所示。

iSVG 投運后運行正常，滿足了光伏電站對于無功補償裝置的要求，順利通過了當地電業局的驗收。iSVG 現場圖片如圖2所示。

圖1 系統解決方案

圖2 iSVG 現場圖片

iSVG 運行特點分析如下：

1）并網電壓諧波小于1%

采用獨特的直流電壓平衡技術及多電平矢量控制技術，并網電壓諧波更小，排除背景諧波，裝置并網電壓諧波小于1%，如圖3所示。

圖3 并網諧波電壓

2）并網電流無沖擊

采用精確的電網同步技術和自勵起動技術，并網電流無沖擊。

3）矢量控制，響應速度小于5ms

采用矢量控制，響應時間小于5ms，對快速沖擊負荷和閃變具有更好的補償效果。如圖4所示。

4）補償功能多樣化

具有無功補償、諧波補償、穩壓補償、三相不平衡補償等功能，如圖5所示。

5）多重保護功能

圖4 感性到容性電流階躍響應

圖5 無功補償輸出電壓電流波形

具有17 種保護功能，確保設備安全運行，包括 電網過壓保護、電網欠壓保護、電網電壓不平衡保護、電網缺相保護、直流側總過壓保護、直流側電壓不平衡保護、過載保護等。

6）正面維護結構設計

采用正面維護，設備靠墻安裝，大大節約了設備占地面積，方便用戶維護和檢修。

4 結論

iSVG 高壓靜止無功發生器是英威騰公司研發生產的靜止型高壓動態無功補償設備，既可補償無功，也能補償諧波，屬于最新一代無功補償產品，廣泛應用于電力行業、新能源發電場、軌道交通、冶金行業和煤礦行業，可用來提高系統功率因數和治理諧波、抑制電網電壓波動和三相不平衡，有效改善系統電能質量和用電環境。

其主要功能為：降低線損，提高線路輸電穩定性；維持受電端電壓，加強系統電壓穩定性；抑制電壓波動和閃變；補償負荷無功，提高系統功率因數；抑制電網三相不平衡。

客戶收益為：功率因數一直維持在0.98 以上，滿足接入電網要求；穩定了光伏電站35kV 母線側的電壓，電壓波動d%＜2%；整體解決發電廠電能質量問題，提高并網成功率；動態連續調節，補償光伏發電廠無功需求。