一、無功補(bǔ)償?shù)?ldquo;初心”與常規(guī)原理

大多數(shù)用戶的配電系統(tǒng)都配備了無功補(bǔ)償設(shè)備（電容為主，少數(shù)為SVG），其核心目標(biāo)是維持計(jì)量點(diǎn)（通常是高壓側(cè)或低壓主進(jìn)線） 的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，避免力調(diào)電費(fèi)。

• 設(shè)備如何工作？

   

1. 采集信號(hào)： 控制器通過電流互感器（CT）和電壓信號(hào)（通常取自低壓主進(jìn)線柜），實(shí)時(shí)采集電流、電壓。

2. 計(jì)算決策： 控制器內(nèi)部計(jì)算單元實(shí)時(shí)計(jì)算出有功功率（P）、無功功率（Q）和功率因數(shù)（PF）。

3. 執(zhí)行補(bǔ)償： 根據(jù)計(jì)算結(jié)果（主要看Q和PF），控制器決定投入/切除電容器組或調(diào)節(jié)IGBT輸出（SVG），發(fā)出所需的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。

• 關(guān)鍵點(diǎn)：信號(hào)采集位置！

   

• 常規(guī)情況下，低壓主進(jìn)線柜采集到的P和Q，就是用戶所有用電負(fù)荷的真實(shí)需求。

• 補(bǔ)償好這里的功率因數(shù)，高壓計(jì)量點(diǎn)的功率因數(shù)自然達(dá)標(biāo)（只差一個(gè)變壓器損耗）。

二、光伏接入：改變了“游戲規(guī)則”

光伏接入點(diǎn)（通常在低壓側(cè)負(fù)荷附近）如同在用戶內(nèi)部系統(tǒng)中加入了一個(gè)新的“電源”。它主要輸出有功功率（默認(rèn)單位功率因數(shù)運(yùn)行，無功Q≈0）。

問題來了：

• 潮流逆轉(zhuǎn)： 光伏發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的能量流動(dòng)方向（潮流）發(fā)生改變。部分甚至全部負(fù)荷由光伏就近供電。

• 采集點(diǎn)“失真”： 安裝在低壓主進(jìn)線柜的補(bǔ)償控制器，采集到的信號(hào)不再是純粹的負(fù)荷需求，而是：

  • 有功功率(P采集) = 負(fù)荷有功需求(P負(fù)荷) - 光伏有功出力(P光伏)

  • 無功功率(Q采集) ≈ 負(fù)荷無功需求(Q負(fù)荷) (光伏默認(rèn)不提供無功)

• 結(jié)果： 即使實(shí)際負(fù)荷的Q需求沒變，P采集卻大幅降低，導(dǎo)致控制器計(jì)算出的功率因數(shù)(PF采集)顯著下降！(PF = P / S, S=√(P²+Q²))

三、“懵圈”的控制器：為何失靈了？

場(chǎng)景模擬（假設(shè)使用電容器固定分組補(bǔ)償）：

1. 無光伏時(shí)：

   • 負(fù)荷需求：P負(fù)荷=50kW, Q負(fù)荷=40kVar → PF=0.78 (低)

   • 控制器動(dòng)作：投入30kVar電容器組。

   • 補(bǔ)償后：P=50kW, Q=10kVar → PF=0.98 (達(dá)標(biāo)) ?

2. 有光伏時(shí)（出力40kW）：

   • 主進(jìn)線采集點(diǎn)信號(hào)：P采集 = 50kW - 40kW = 10kW, Q采集 ≈ 40kVar (不變) → PF采集 ≈ 0.24 (極低！)

   • 控制器“懵圈”：檢測(cè)到PF極低甚至為負(fù)數(shù)，急需補(bǔ)償！投入30kVar電容器組。

   • 補(bǔ)償后：P采集≈10kW, Q采集≈10kVar (40kVar負(fù)荷需求 - 30kVar補(bǔ)償) → PF采集≈0.7 (依然不達(dá)標(biāo)！)

   • 控制器困境：

1. • • 繼續(xù)投？ 下一組容量可能過大，極易導(dǎo)致過補(bǔ)償（Q變負(fù)，PF可能更差甚至罰款更重），且SVC固定組難以精確補(bǔ)償小量需求。

     • 不投？ 控制器看到PF為負(fù)數(shù)卻不動(dòng)作，用戶以為設(shè)備壞了！系統(tǒng)支路PF持續(xù)不合格，力調(diào)電費(fèi)產(chǎn)生。

核心問題： 采集點(diǎn)信號(hào)（P采集↓, Q采集≈Q負(fù)荷）與真實(shí)的補(bǔ)償目標(biāo)（主進(jìn)線PF）脫節(jié)了！環(huán)境變了（光伏加入），老辦法（在主進(jìn)線采集信號(hào)補(bǔ)償）不靈了。這就像“刻舟求劍”，船（系統(tǒng)）的位置（潮流）變了，按原記號(hào)（采集點(diǎn)信號(hào)）找劍（有效補(bǔ)償）自然失敗。

四、如何拯救“懵圈”的無功補(bǔ)償設(shè)備？

關(guān)鍵思路：讓控制器重新“看清”真實(shí)的無功需求！

方案1：調(diào)整接入點(diǎn)與采集點(diǎn)（光伏在電源側(cè)并網(wǎng)）

• 將光伏接入點(diǎn)盡量靠近主進(jìn)線（在全部負(fù)荷之前）。

• 將無功補(bǔ)償控制器的信號(hào)采集點(diǎn)移至光伏接入點(diǎn)之后（靠近負(fù)荷側(cè)）。

  • 效果： 控制器采集的信號(hào)重新反映純負(fù)荷的P負(fù)荷和Q需求，可以正常補(bǔ)償負(fù)荷無功，維持采集點(diǎn)（負(fù)荷支路）的功率因數(shù)。

  • 虛擬補(bǔ)償： 無法直接保證主進(jìn)線處的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)！ 因?yàn)橹鬟M(jìn)線處潮流=P光伏 + (P負(fù)荷 - P光伏?) + Q補(bǔ)償?，情況復(fù)雜。負(fù)荷支路PF好，主進(jìn)線PF可能依然糟糕。但這至少能讓補(bǔ)償設(shè)備“動(dòng)起來”，避免過補(bǔ)和完全失效。

    

方案2：精細(xì)化/升級(jí)補(bǔ)償設(shè)備（設(shè)備層面）

• 細(xì)化電容器分組： 增加電容器組數(shù)，減小單組容量，提高補(bǔ)償精度，應(yīng)對(duì)更小的無功需求波動(dòng)。成本增加有限，是常用改進(jìn)措施。

• 提高補(bǔ)償目標(biāo)值： 將控制器目標(biāo)PF從0.9/0.95進(jìn)一步提高（如0.98），預(yù)留更大裕度應(yīng)對(duì)波動(dòng)。

• 更換/加裝SVG：

  • SVG作為電力電子設(shè)備，可連續(xù)、動(dòng)態(tài)、精確地輸出/吸收無功功率（在額定容量?jī)?nèi)），完美解決固定分組電容器的“粗放”問題。

  • 缺點(diǎn)：造價(jià)高，維護(hù)要求高于電容器。

  • 經(jīng)濟(jì)性考量： 對(duì)于光伏規(guī)模大、力調(diào)罰款風(fēng)險(xiǎn)高的項(xiàng)目，早期投入SVG可能比長(zhǎng)期承擔(dān)罰款更劃算。部分有遠(yuǎn)見的光伏投資商已在并網(wǎng)點(diǎn)旁配置專用SVG。

    

     

方案3：更換四象限無功補(bǔ)償控制器（光伏負(fù)載側(cè)并網(wǎng)）

• 將原控制器更換為具備四象限運(yùn)行能力的無功補(bǔ)償控制器。

• 將光伏并網(wǎng)點(diǎn)放在采樣點(diǎn)之后，此時(shí)計(jì)量表與無功補(bǔ)償控制器在同一象限，保證功率因數(shù)一致，盡量不會(huì)出現(xiàn)一邊高一邊低。

• 控制器采集的信號(hào)既反映負(fù)荷的P負(fù)荷和Q需求又反饋，可以正常補(bǔ)償負(fù)荷無功，維持系統(tǒng)的功率因數(shù)。

• 細(xì)化電容器分組： 增加電容器組數(shù)，減小單組容量，提高補(bǔ)償精度，應(yīng)對(duì)更小的無功需求波動(dòng)。成本增加有限，是常用改進(jìn)措施。

  

   

  

注意：有任何無功補(bǔ)償問題，請(qǐng)掃碼咨詢，如有其他問題可每天下午3點(diǎn)半進(jìn)入我司技術(shù)人員直播間探討無功補(bǔ)償解決方案。