功率因數(shù)是衡量一個(gè)企業(yè)用電是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo),在如今光伏發(fā)電普及的情況下,多數(shù)企業(yè)在安裝光伏發(fā)電后,會(huì)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(shù)的高低,直接關(guān)系到電力網(wǎng)中的電能損耗,供電線路的電壓波動(dòng)和電壓損失,以及電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及合理利用能源。
1、什么是功率因素?
在工業(yè)企業(yè)中,常用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)設(shè)備均屬于電感性負(fù)載,這些設(shè)備在工作時(shí)既要消耗有功功率,還要從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率。功率因素cosφ就是反應(yīng)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(jiǎn)稱(chēng)PF),而我們所要了解的無(wú)功功率Q與前兩者的關(guān)系則是S²=P²+Q²,所以功率因素越接近1,說(shuō)明其消耗的無(wú)功電量越少;反之,功率因素越低,則表示消耗的無(wú)功電量越高。
正常情況下,并網(wǎng)逆變器輸出的無(wú)功功率小,分布式光伏系統(tǒng)接入廠區(qū)后,若廠區(qū)容性負(fù)載與感性負(fù)載占比較大,由于光伏發(fā)電僅提供有功功率,而廠區(qū)負(fù)載則同時(shí)會(huì)消耗有功功率和無(wú)功功率,光伏發(fā)電提供的有功優(yōu)先被消耗,導(dǎo)致從電網(wǎng)獲取的有功減少,而所有無(wú)功消耗僅來(lái)自電網(wǎng),根據(jù)上面所介紹的cosφ公式計(jì)算,對(duì)于電網(wǎng)考核點(diǎn)來(lái)說(shuō)功率因數(shù)必然降低,可能造成供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)、諧波增大等現(xiàn)象。
2、無(wú)功補(bǔ)償
解決功率因素偏低就需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,一般企業(yè)會(huì)通過(guò)加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置的方式來(lái)提高功率因素,如何從逆變器側(cè)有效解決此類(lèi)問(wèn)題?
逆變器設(shè)置發(fā)無(wú)功的方式有兩種,一種為固定設(shè)置功率因素PF,可設(shè)范圍為±0.8,固定輸出無(wú)功功率;另外一種是利用古瑞瓦特智慧能源管理器,可設(shè)范圍也為±0.8,優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)有功、無(wú)功、功率因素等數(shù)據(jù),計(jì)算廠區(qū)所需無(wú)功,對(duì)逆變器輸出無(wú)功大小進(jìn)行合理調(diào)整。
在并網(wǎng)接入點(diǎn),通過(guò)智慧能源管理器的電表或現(xiàn)場(chǎng)的第三方電表可以看到以下參數(shù),依據(jù)供電部門(mén)的要求,用戶功率因數(shù)小于0.9時(shí)會(huì)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰。
從表中公式可以得到:當(dāng)負(fù)載所需的無(wú)功Q較大時(shí),即使有功P很大,也無(wú)法保證PF=P/S>0.9,此時(shí)需要逆變器發(fā)出無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償,提高PF,使得PF總體上>0.9。
我們以下面無(wú)功調(diào)度調(diào)整前后案例來(lái)理解:
3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x
01.降低變壓器的負(fù)荷,減少變壓器的損耗。補(bǔ)償無(wú)功功率,就是提高的功率因數(shù),這等同于提高效率。
02.減少電網(wǎng)中的功率損耗和電能損失。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償,可以減少?gòu)S區(qū)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(zhì)量,提高用電設(shè)備的工作效率和降低故障率。無(wú)功補(bǔ)償可以提高電能質(zhì)量,使電壓和頻率更穩(wěn)定率,濾出一定的電力諧波,從而保證用電設(shè)備工作更穩(wěn)定,工作效率更高,降低電設(shè)備的故障率,等同于提高設(shè)備效益。
04.減小變壓器等設(shè)備的投入,節(jié)省投資。功率因數(shù)提高以后,廠區(qū)的負(fù)載變向降低,同樣的變壓器,可以給更多的設(shè)備供電,這就減少變電設(shè)備的投入,間接提高經(jīng)濟(jì)效益。
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