在考虑安装光伏发电系统时,很多用户甚至一些初入行业的从业者都会有一个普遍的误解:光伏发电只提供实实在在的电能(有功功率),那么它应该对电网中的无功功率没有影响。
然而,事实并非如此。答案是:安装光伏发电后,对系统的无功功率确实有影响,而且这种影响不容忽视。 要理解这一点,我们需要从基本原理一步步来分析。
一、什么是有功功率和无功功率?
1、有功功率:这是真正做功、驱动电器、产生光和热的功率,单位是瓦或千瓦。我们日常用电和电费计量主要就是基于有功功率。光伏系统发电,主要输出的就是有功功率。
2、无功功率:它并不直接做功,而是用于在电力系统中建立和维持电场和磁场的能量,是许多感性负载(如电动机、变压器)正常工作所必需的。单位是乏或千乏。
二、没有光伏时无功从哪来?
1、同步发电机:发电厂的大型同步发电机不仅可以发出有功功率,还可以通过调节其励磁电流,向系统输出或吸收无功功率,这是电网无功调节的主要手段。
2、输电线路:线路本身会产生容性无功(相当于向系统提供无功)和消耗感性无功(相当于从系统吸收无功),其净效果与电压和线路长度有关。
3、用户负载:大量的感性负载(如空调压缩机、水泵、工厂的电机)是消耗无功功率的“大户”。为了补偿这些负载消耗的无功,我们常常会在配电室或负载端安装电容器组,来就地提供无功,避免从电网远距离输送,从而减少线路损耗和电压跌落。
三、引入光伏后情况如何变化?
1、光伏逆变器本身不自发产生无功功率
与传统的同步发电机不同,基于电力电子的光伏逆变器,在其默认的最大功率点跟踪模式下,其目标是尽可能多地将太阳能直流电转换成交流有功功率,以实现最大发电效益。在这个模式下,它本身并不像发电机那样“自发”地产生无功功率。
2、但光伏的接入改变了系统的“无功平衡”
这正是问题的核心。虽然光伏不发“无功”,但它的接入改变了整个系统的运行状态,从而间接影响了无功。
因此,在规划和建设光伏电站时,必须将无功功率的影响纳入考量。一个设计优良的光伏项目,不仅是一个清洁的“有功电源”,更可以成为一个灵活的“无功调节器”,为电网的稳定、高效运行贡献更多价值。