曾經有多個業主向我反映，裝上了分布式光伏項目，收益還沒拿到多少，卻因為功率因數被電網罰款的情況。那這到底是怎麼回事，要如何避免?

什麼是功率因數?

在交流電力系統中，有三種常用的功率表征量：有功功率P、無功功率Q和視在功率S，他們之間的三角關系如下圖：

功率因數是cosφ=P/S=P/(P² Q²)1/2

有功功率可以看做交流電路中阻性負載消耗的功率，而無功功率主要由電路中感性負載決定。

總體來看，功率因數下降的原因主要是：

1、原有補償設備實際可用補償容量不足;

2、補償設備檢測點選擇不正确;

3、無功補償設備的控制器損壞

4、電網中負載帶來的諧波較大，補償電容器無法正常投切;

而補償設備實際可用容量不足和檢測點位置選擇不正确，是問題的主要原因。

實際項目案例分析

項目現場電網、負載、無功補償設備和光伏系統接線示意如下：

項目現場檢查：

1

檢查無功補償裝置，發現由于使用時間過長，有一些交流接觸器損壞，同時補償電容的容量也有所衰減;

2

在配電網中所有設備工作時，電表顯示的有功功率會随着光伏系統功率增大而減小，從而功率因數減小;

3

暫時關閉“其他感性負載”，電表顯示有功功率和無功功率同時降低，計算得出的功率因數較小;

4

暫時關閉光伏系統，電表顯示的有功功率增加，無功功率變化較小，計算得到的功率因數在0.91附近波動，也會有低于0.9的情況;

項目功率因素下降的原因分析：

配電網中，無功補償裝置可用容量較小;

沒有安裝光伏系統之前，配電網的功率因數在臨界狀态，“其他感性負載”和“照明等阻性負載”決定了配電網功率因數;當安裝光伏系統後，由于光伏系統的功率因數接近1，即輸出功率基本為有功功率，照明等阻性負載直接從光伏系統取得功率，而“其他感性負載”的無功功率還是來自電網，因此導緻配電網功率因數降低;

無功補償裝置的檢測點選擇錯誤，現場的無功補償裝置隻能補償“空壓機等感性負載”，而不能補償配電網中的“其他感性負載”，導緻并網點的功率因數降低。 輸出功率基本為有功功率，照明等阻性負載直接從光伏系統取得功率，而“其他感性負載”的無功功率還是來自電網，因此導緻配電網功率因數降低;

項目整改措施

将無功補償裝置的檢測點後移至變壓器的出線側，即如下圖：

評估配電網中感性負載、阻性負載和光伏系統之間關系，按照功率因數三角形得出需要補增的無功補償容量;

施工完成後，觀察一個月，項目功率因數正常。

項目前期設計建議和功率因素下降處理方法

項目前期設計建議：

自發自用、餘電上網的分布式光伏系統的容量盡量不要超過上級變壓器容量的30%-40%;

補償裝置的檢測點要放在配電網檢測那一級;

分布式商業電站在項目設計之初就要考慮到原有變壓器、無功補償裝置、傳輸線纜、負載類型和功率以及光伏系統的兼容問題;

光伏系統的并網點最好選擇功率穩定的并網點，頻繁的功率波動，可能會出現無功補償裝置無法正常投切的事件;

功率因素下降的處理辦法：

暫時将逆變器的輸出功率因數調低(不要低于0.9)，讓光伏系統暫時輸出一定的無功功率;

檢查無功補償裝置檢測點的位置;

檢查無功補償裝置實際可用容量能不能滿足功率因數的要求，不滿足的情況下，可以增加或者更換補償櫃。

總結

功率因數是工商業分布式光伏項目需要特别關注的問題，但事實上它并沒有想象中的那麼負責，了解并掌握上文所述的内容，将會對您運維電站有所幫助。在節假日之前，建議可以觀察半天整個系統的運轉，确保功率因素在正常的範圍内，光伏系統穩定發電。

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