功率因數是衡量一個企業用電是否經濟運行的重要指標,在如今光伏發電普及的情況下,多數企業在安裝光伏發電后,會遇到功率因素降低的情況,那么具體原因是什么呢?功率因數的高低,直接關系到電力網中的電能損耗,供電線路的電壓波動和電壓損失,以及電力系統的安全和經濟運行及合理利用能源。
1、什么是功率因素?
在工業企業中,常用的電動機類設備均屬于電感性負載,這些設備在工作時既要消耗有功功率,還要從電網吸收無功功率。功率因素cosφ就是反應總功率(視在功率)中有功功率的所占比,即:cosφ=P/S,(P為有功功率,S為視在功率,功率因素也簡稱PF),而我們所要了解的無功功率Q與前兩者的關系則是S²=P²+Q²,所以功率因素越接近1,說明其消耗的無功電量越少;反之,功率因素越低,則表示消耗的無功電量越高。
正常情況下,并網逆變器輸出的無功功率小,分布式光伏系統接入廠區后,若廠區容性負載與感性負載占比較大,由于光伏發電僅提供有功功率,而廠區負載則同時會消耗有功功率和無功功率,光伏發電提供的有功優先被消耗,導致從電網獲取的有功減少,而所有無功消耗僅來自電網,根據上面所介紹的cosφ公式計算,對于電網考核點來說功率因數必然降低,可能造成供電系統電壓波動、諧波增大等現象。
2、無功補償
解決功率因素偏低就需要進行無功補償,一般企業會通過加裝無功補償裝置的方式來提高功率因素,如何從逆變器側有效解決此類問題?
逆變器設置發無功的方式有兩種,一種為固定設置功率因素PF,可設范圍為±0.8,固定輸出無功功率;另外一種是利用古瑞瓦特智慧能源管理器,可設范圍也為±0.8,優點是可根據檢測點有功、無功、功率因素等數據,計算廠區所需無功,對逆變器輸出無功大小進行合理調整。
在并網接入點,通過智慧能源管理器的電表或現場的第三方電表可以看到以下參數,依據供電部門的要求,用戶功率因數小于0.9時會進行經濟處罰。
從表中公式可以得到:當負載所需的無功Q較大時,即使有功P很大,也無法保證PF=P/S>0.9,此時需要逆變器發出無功進行補償,提高PF,使得PF總體上>0.9。
我們以下面無功調度調整前后案例來理解:
3、無功補償的意義
01.降低變壓器的負荷,減少變壓器的損耗。補償無功功率,就是提高的功率因數,這等同于提高效率。
02.減少電網中的功率損耗和電能損失。通過無功補償,可以減少廠區的線路損耗,直接降低電能消耗,減少用電成本。
03.改善電能質量,提高用電設備的工作效率和降低故障率。無功補償可以提高電能質量,使電壓和頻率更穩定率,濾出一定的電力諧波,從而保證用電設備工作更穩定,工作效率更高,降低電設備的故障率,等同于提高設備效益。
04.減小變壓器等設備的投入,節省投資。功率因數提高以后,廠區的負載變向降低,同樣的變壓器,可以給更多的設備供電,這就減少變電設備的投入,間接提高經濟效益。
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