作者：初紹瑞

　　摘 要：光伏發電有著以晝夜為周期的變化特點，所以對整個電網系統而言其會帶來沖擊性與多變性負載，容易引發電壓波動，這類問題的產生必然會影響到整個電網系統的平穩運行，為此將無功補償設備融于其中就顯得尤為關鍵。本文就對無功補償控制在光伏發電系統中的有效運用措施進行研究，希望對相關工作者有所幫助。

　　關鍵詞：光伏發電系統;無功補償控制;電網

　　一、引言

　　新能源的出現為人類社會的發展提供了無限可能，將太陽能轉換成電能不僅轉換效率高，也不會對自然環境造成負面影響，也正因如此光伏發電技術被廣泛運用開來，其涉及領域越來越廣，特別是在一些日照充足的地區更為普遍。光伏發電的原理是通過光伏效應來發電，半導體器件收集“陽光”后被賦予輸出電壓的功能，為在迎合光伏發電特性的同時保障電壓輸出平穩，就需要在系統中加入無功補償控制措施，為此我們首先就需要搞懂無功補償設備的基本運行原理，借助SVG設備以保障光伏發電系統的正常運轉，提高發電效率。

　　二、光伏發電系統輸電研究

　　其實光伏發電是一個能量轉換的過程，遵守能量守恒定律，但相對于傳統轉換效果來說，有著資源消耗少、轉換效率高的特點。光伏發電系統是由從光伏組件、逆變控制器等部件構成，在運轉過程中，光伏組件有著突出作用，是無可置疑的核心部件，該部件主要是由多晶硅薄膜與單晶硅組成，單晶硅片和二極管有著異曲同工之妙，兩者的工作原理也高度相似，其都是通過電子單向流動所成電流來達到發電效果。為此，光伏發電的條件相對簡單，只需要熱輻射與通過光即可完成[1]。

　　三、光伏發電無功功率研究

　　光伏發電系統的交流電路中存在電容與電感兩種元素，運行過程中經流兩端的電流與電壓之間會產生90°的相位差，因此會出現無功功率，它不產生有功，也不消耗有功，但可以幫助建立電磁能量轉換，而這部分的能量雖然不會被消耗，但其也參與了電源與負載之間的能量轉換。無功功率并不是說該功率沒有實際用途，事實卻正好相反，其是組成電動機、變壓器旋轉磁場產生的關鍵條件，若沒有無功功率不僅變壓器不能隨意的轉換電壓、電動機也無法轉動。無功功率又能劃分為容性無功功率與感性無功功率，容性無功功率是指在純容性負荷電路中，電壓落后于電流90°相位差;感性無功功率是指在純感性負荷電路中，電壓超前于電流90°相位差。

　　在光伏發電系統中我們又可以按照作用位置的不同將無功功率分成兩大類型。

　　(一)變壓器無功

　　指變壓器在運行過程中所產生無功功率，通常情況下其容性無功功率較小，而感性無功功率能隨著負荷電流的增加而提升，這也是光伏發電白晝期間內無功功率變化較大的直接成因。

　　(二)線路無功

　　指電纜線路、架空線路在運行過程中所產生的無功功率，通常情況下電纜線路中的容性無功功率較大、在運行的過程中狀態穩定、功率變化不大，感性無功與其相比要小得多;架空線路與電纜線路相反，其中的容性無功較小，但運行過程中也始終保持穩定狀態、功率變化不大，而相比之下感性無功則會受到負荷電流影響，變化不穩定。

　　四、光伏發電無功補償的優勢研究

　　為了保障光伏發電系統的穩定性，就需要采取有效措施對配電網中的各項設備進行保護，而提高無功補償質量，則能通過負荷的增加，進一步提升電力系統內部電壓的穩定性，起到降低變電設備投資建設與運營維護成本的功效。

　　(一)SVC裝置的優勢

　　SVC裝置的有效運用能夠進一步降低電路上的工作電壓，有效避免因輸出功率異變所引發的工作電壓不正常起伏，保障電力網的靜態可靠性。當然在實際運轉的過程中，其能為輸配電線路的正常工作奠定基礎，提升電力網暫態過程穩定性。

　　(二)SVG無功補償系統的優勢研究

　　該系統有著良好的調節的功能，可按照實際需求的變化迅速做出調整來實現無功補償。在光伏電站滿載發電時能進行容性無功補償;在不發電的情況下能進行感性無功補償，如果系統中的補償電容充足，通過SVG補償裝置能始終將電網系統的功率因素控制在1.0左右。在電力系統運行過程中容易遇到諧波問題，在擁有非線性負荷的設備中時有發生，可以說其已經成為一種屬于非線性負荷的特有屬性。在光伏電站中，逆變器作為重要的組成元件，其本身就帶有非線性負荷，所以在實際運營中很容易產生諧波，而SVG能從一定程度上有效抑制諧波大小，若擁有足夠的補償容量還能與諧波相互抵消，將諧波的產生量降低在國家允許的標準范圍之內。SVG除了擁有的良好的補償能力與諧波抑制性之外，反應速度快也是其一大優勢，具有關數據表明，相比于之前的動態的補償裝置而言，SVG抑制電壓善變的能力要高出四到五倍，實際效果明顯，可以說是目前無功補償設備響應速度上最拔尖的存在，自動投切裝置雖然僅需短短就可快速響應，但SVG只需10 ms。

　　SVG無功補償最突出的優勢就是其極強的穩定性與安全性，在實際運轉過程中它根本不受系統參數影響，且其短時電流過載力強，只要在額定電流的百分之二十五之下的都可能過載。SVG中的IGBT元件是可斷開元器件的一種，且獨立運行，這樣的設計與設置方式不僅能有效控制諧振問題的產生，同時在某一元件出現問題后也不會影響到系統的正常運轉，以此保障與提升SVG整體的可靠與安全性[2]。

　　五、光伏發電系統中無功補償控制的有效措施研究

　　(一)SVC裝置的運用

　　SVC其實就是用可控硅閥去控制可調電抗器，其與電容器并聯后能組建成為吸取或供給系統無功功率的裝置。在實際運用中，我們可以將SVC當成一個動態無功源，其能根據電網需求進行調節變化，既能吸收多出的感性無功，也能提供容性無功。抗電器作為SVC的核心組成部分，其能吸收多出的容性無功，其是在可控硅閥的控制下進行調整，保障電網中SVC接入點無功量正好能起到穩定該點電壓的作用，從而達到無功補償效果。在隨著光伏發電技術的不斷發展，輸配電系統與變壓器也融入其中，雖然對發電規模擴大與效率提升有所幫助，但也容易出現電壓不穩的情況，而SVC的有效運用不僅能在電網故障以動態的方式支撐電壓，也能大大降低并網光伏發電系統脫網幾率，可謂一舉多得[3]。

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